KR101631996B1

KR101631996B1 - Mobile terminal comprising a stylus pen and a touch panel

Info

Publication number: KR101631996B1
Application number: KR1020140099289A
Authority: KR
Inventors: 정기현; 이정준; 최진호; 마사시 하시모토; 심현재; 서정교; 김영환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-08-01
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2016-06-21
Also published as: KR20160016065A

Abstract

본 발명은 스타일러스 펜 및 터치 패널을 포함하는 이동 단말기에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기는, 복수의 터치 패널 전극이 구비된 터치패널 및 정전 용량 커플링을 이용하여, 상기 터치패널과 전기 신호를 송수신하도록 형성되는 스타일러스 펜을 포함하고, 상기 스타일러스 펜은, 본체, 도체로 형성되며, 상기 본체의 외부로 돌출되어 상기 터치패널에 터치를 가하도록 형성되는 펜 팁 및 상기 본체 내에 구비되고, 인덕터 및 캐패시터를 포함하며, 상기 터치 패널과의 사이에서 상기 정전 용량 커플링이 발생되도록 상기 펜 팁과 전기적으로 연결되는 LC회로를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a mobile terminal including a stylus pen and a touch panel. A mobile terminal according to an embodiment of the present invention includes a stylus pen configured to transmit and receive an electric signal to and from the touch panel using a touch panel having a plurality of touch panel electrodes and a capacitive coupling, The pen includes a pen tip formed of a main body and a conductor and protruding outside the main body to be touched to the touch panel, and an inductor and a capacitor provided in the main body, And an LC circuit electrically connected to the pen tip to generate the capacitive coupling.

Description

[0001] The present invention relates to a mobile terminal including a stylus pen and a touch panel,

본 발명은 스타일러스 펜 및 터치 패널을 포함하는 이동 단말기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 터치 패널과 스타일러스 펜 사이에서 전기 신호를 송수신하는 것이 가능한 이동 단말기에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile terminal including a stylus pen and a touch panel, and more particularly, to a mobile terminal capable of transmitting and receiving an electric signal between a touch panel and a stylus pen.

휴대폰이나 개인용 컴퓨터에서, 문자나 그림 등을 입력하는 수단으로 터치 패널이 사용되고 있다. 터치 패널은 손이나 스타일러스 펜의 터치를 감지하여 전기 신호로 바꾸는 신호 처리를 수행한다.In a mobile phone or a personal computer, a touch panel is used as a means of inputting characters or pictures. The touch panel senses the touch of the hand or the stylus pen and performs signal processing for converting it into an electric signal.

스타일러스 펜에 전자 회로가 내장되는 경우, 단순한 터치 입력뿐만 아니라 스타일러스 펜에서 전기 신호를 발생시켜 이미지의 일부를 선택하거나 드래그하는 등의 마우스 기능을 수행할 수 있다.When an electronic circuit is built in the stylus pen, it can perform a mouse function such as selecting a part of an image or dragging an electric signal from a stylus pen as well as a simple touch input.

이와 같이, 스타일러스 펜에 전자 회로가 내장되어 있는 경우에는, 스타일러스 펜의 전자 회로를 작동시키기 위한 전력이 필요하게 된다. 일 예로, 스타일러스 펜에 배터리를 내장시켜 내장된 배터리로부터 전력을 공급 방법이 있다.In this manner, when an electronic circuit is built in the stylus pen, electric power is required to operate the electronic circuit of the stylus pen. For example, there is a method of supplying power from a built-in battery by incorporating a battery into the stylus pen.

한편, 최근에는 휴대폰 본체에 전원 공급을 위한 별도의 전용 패널을 구비하고, 별도의 전용 패널에서 스타일러스 펜으로 필요한 전력을 무선으로 공급하는 방법이 사용되고 있다.In recent years, a method has been used in which a separate dedicated panel for power supply is provided in a main body of a cellular phone, and a necessary power is supplied wirelessly from a separate dedicated panel to the stylus pen.

(특허문헌 1) JP 4866941 B(Patent Document 1) JP 4866941 B

특허문헌 1에 개시된 전력 공급 기술은 스마트 폰에서 LCD 모듈(3) 아래에 배치되는 별도의 송전 장치(4)에 의하여 수행되는 것이다. 여기서, 상기 송전 장치(4)는 유도 코일에 의하여 스타일러스 펜 내부의 코일로 전력을 전달하는 방법이 개시되어 있다. 즉, 특허문헌 1은 스타일러스 펜으로 전력을 공급하기 위하여 유도 코일을 포함하는 별도의 송전 장치를 LCD 모듈 아래에 배치하고, 스타일러스 펜에 구비된 코일과 송전 장치에 구비된 코일 사이에 인덕티브 커플링을 통해 전력을 송수신한다.The power supply technique disclosed in Patent Document 1 is performed by a separate power transmission device 4 disposed under the LCD module 3 in a smartphone. Here, the power transmission device 4 discloses a method of transmitting electric power to a coil inside the stylus pen by means of an induction coil. That is, in Patent Document 1, a separate power transmission apparatus including an induction coil for supplying power to the stylus pen is disposed under the LCD module, and a coil provided in the stylus pen and an inductive coupling Lt; / RTI >

그러나, 위와 같이, 스타일러스 펜으로 전력을 공급하기 위하여 유도 코일을 포함하는 송전 장치를 LCD 모듈 아래에 별도로 설치하는 것은 비용 상승을 야기시키게 되고, 휴대폰의 두께가 증가하는 문제점이 있다.However, as described above, separately installing a power transmission device including an induction coil below the LCD module to supply power to the stylus pen causes an increase in cost, which increases the thickness of the mobile phone.

또한, 터치 패널의 전극 라인을 코일로 만드는 경우, 터치 패널의 전극선들에 의한 저항 성분이 크기 때문에 회로가 공진 상태가 되기 이전에 에너지가 저항에 의하여 열 에너지로 방출되어, 결국 회로가 공진하지 않는다는 문제점이 있다.In addition, when the electrode line of the touch panel is made into a coil, since the resistance component due to the electrode lines of the touch panel is large, the energy is released as heat by the resistance before the circuit is in the resonance state, There is a problem.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 별도의 송전 장치 없이, 기존의 터치 패널을 이용하여 스타일러스 펜으로 전력을 공급하고, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 신호를 감지하고자 하는 기술에 대한 니즈가 증가하고 있다.In order to solve such a problem, there is an increasing need for a technology for supplying power to the stylus pen using an existing touch panel and sensing a signal received from the stylus pen without a separate power transmission device.

본 발명의 일 목적은 정전 용량 커플링 방식으로 터치 패널과 스타일러스 펜 사이에서 전기 신호를 송수신하는 것이 가능한 스타일러스 펜 및 터치 패널을 포함하는 이동 단말기를 제공하는 데에 있다.An object of the present invention is to provide a mobile terminal including a stylus pen and a touch panel capable of transmitting and receiving an electric signal between a touch panel and a stylus pen by a capacitive coupling method.

본 발명의 다른 목적은 정전 용량 커플링 방식을 이용하여 송수신되는 전기 신호의 크기를 증가시킬 수 있는 스타일러스 펜 및 터치 패널을 포함하는 이동 단말기를 제공하는 데에 있다.It is another object of the present invention to provide a mobile terminal including a stylus pen and a touch panel that can increase the size of electrical signals transmitted and received using a capacitive coupling method.

본 발명의 또 다른 목적은 정전 용량 커플링 방식을 통해 송수신되는 전기 신호의 크기변화를 이용해 새로운 사용자 인터페이스를 제공하는 것이 가능한 스타일러스 펜 및 터치 패널을 포함하는 이동 단말기를 제공하는 데에 있다.It is still another object of the present invention to provide a mobile terminal including a stylus pen and a touch panel capable of providing a new user interface by using a change in size of an electric signal transmitted and received through a capacitive coupling method.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기는, 스타일러스 펜이 구비된 이동 단말기로서, 복수의 터치 패널 전극이 구비된 터치패널 및 정전 용량 커플링을 이용하여, 상기 터치패널과 전기 신호를 송수신하도록 형성되는 스타일러스 펜을 포함하고, 상기 스타일러스 펜은, 본체, 도체로 형성되며, 상기 본체의 외부로 돌출되어 상기 터치패널에 터치를 가하도록 형성되는 펜 팁 및 상기 본체 내에 구비되고, 인덕터 및 캐패시터를 포함하며, 상기 터치 패널과의 사이에서 상기 정전 용량 커플링이 발생되도록 상기 펜 팁과 전기적으로 연결되는 LC회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.A mobile terminal according to an embodiment of the present invention is a mobile terminal having a stylus pen, and is configured to transmit and receive an electric signal to and from the touch panel using a touch panel having a plurality of touch panel electrodes and a capacitive coupling Wherein the stylus pen includes a body and a conductor, a pen tip protruding outside the body to be touched to the touch panel, and an inductor and a capacitor, And an LC circuit electrically connected to the pen tip to generate the capacitive coupling with the touch panel.

실시 예에 있어서, 상기 전기 신호는 상기 도체로 형성된 펜 팁을 통하여 상기 터치 패널과 상기 LC회로의 사이에서 송수신되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the electrical signal is transmitted / received between the touch panel and the LC circuit through a pen tip formed of the conductor.

실시 예에 있어서, 상기 스타일러스 펜은, 상기 터치 패널에서 전송되는 전기 신호를 상기 도체로 형성된 펜 팁을 통해 수신하고, 상기 수신한 전기 신호를 상기 펜 팁과 전기적으로 연결되는 상기 LC회로로 공급하여 상기 LC회로에서 공진을 발생하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the stylus pen receives an electrical signal transmitted from the touch panel through a pen tip formed of the conductor, and supplies the received electrical signal to the LC circuit electrically connected to the pen tip And is configured to generate resonance in the LC circuit.

실시 예에 있어서, 상기 펜 팁은 하나의 밑면과 하나의 꼭지점을 갖는 뿔 형태로 형성되고, 상기 꼭지점이 상기 본체의 외부를 향하도록 배치되며, 상기 스타일러스 펜에서 수신하는 전기 신호의 크기는, 상기 펜 팁이 상기 꼭지점을 기준으로 기울어지는 정도에 비례하여 증가하는 것을 특징으로 한다.In an exemplary embodiment, the pen tip may be formed in the shape of a horn having one bottom surface and one vertex, the vertex is disposed to face the outside of the main body, and the size of the electrical signal received by the stylus pen is And the pen tip increases in proportion to the degree of tilting with respect to the vertex.

실시 예에 있어서, 상기 LC회로는 상기 펜 팁에 압력이 가해지는 것에 근거하여 전기 용량이 가변되는 가변 캐패시터를 더 포함하고, 상기 터치 패널은, 상기 스타일러스 펜의 터치동작에 의하여 상기 가변 캐패시터의 전기 용량이 변경되는 것에 근거하여 터치 지점을 감지하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the LC circuit may further include a variable capacitor whose capacitance is varied based on a pressure applied to the pen tip, wherein the touch panel is electrically connected to the electrode of the variable capacitor by the touch operation of the stylus pen, And the touch point is detected on the basis of the capacity being changed.

실시 예에 있어서, 상기 LC회로에서 상기 터치패널로 부가되는 제1 전기 신호는 상기 전기 용량의 변경에 따라 제2 전기 신호로 변경되며, 상기 제2 전기 신호를 감지하여 상기 터치 패널에서의 터치 지점으로 결정하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the first electric signal added to the touch panel in the LC circuit is changed to a second electric signal according to the change of the electric capacity, and the second electric signal is sensed, And a control unit for controlling the display unit.

실시 예에 있어서, 상기 제2 전기 신호는, 상기 도체로 형성된 펜 팁을 통하여 상기 터치 패널로 송신되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the second electrical signal is transmitted to the touch panel through a pen tip formed of the conductor.

실시 예에 있어서, 상기 펜 팁은 하나의 밑면과 하나의 꼭지점을 갖는 뿔 형태로 형성되고, 상기 꼭지점이 상기 본체의 외부를 향하도록 배치되며, 상기 스타일러스 펜에서 송신되는 상기 제2 전기 신호의 크기는, 상기 펜 팁이 상기 꼭지점을 기준으로 기울어지는 정도에 비례하여 증가하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the pen tip is formed in the shape of a horn having one bottom surface and one vertex, the vertex is disposed to face the outside of the main body, the size of the second electrical signal transmitted from the stylus pen Is increased in proportion to the degree of tilting of the pen tip with respect to the vertex.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2 전기 신호가 감지된 지점 중 상기 제2 전기 신호의 크기가 임계값 이상인 지점을 터치 지점으로 결정하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the controller determines a point at which the magnitude of the second electrical signal is greater than or equal to a threshold value as a touch point, at a point where the second electrical signal is sensed.

실시 예에 있어서, 상기 스타일러스 펜이 기울어짐에 따라 상기 터치 패널의 일 영역에서 임계값 이상의 크기를 갖는 상기 제2 전기 신호를 수신하는 경우에, 상기 터치지점은 상기 감지된 일 영역에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.In the embodiment, when the second electrical signal having a magnitude equal to or larger than a threshold value is received in one area of the touch panel as the stylus is tilted, the touch point is determined based on the sensed area .

실시 예에 있어서, 상기 일 영역에서 감지되는 상기 제2 전기 신호의 크기는, 상기 터치 패널과 상기 펜 팁의 측면 사이의 거리에 따라 달라지며, 상기 제어부는, 상기 일 영역에서 감지되는 상기 제2 전기 신호의 크기에 근거하여 상기 터치 지점을 결정하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the magnitude of the second electrical signal sensed in one area is dependent on the distance between the touch panel and the side of the pen tip, And the touch point is determined based on the magnitude of the electric signal.

실시 예에 있어서, 상기 터치지점은 상기 일 영역 내에서 상기 제2 전기 신호가 가장 큰 지점으로 결정되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the touch point is determined to be the largest point of the second electrical signal in the one region.

실시 예에 있어서, 상기 펜 팁의 꼭지점에는 비전도성의 보호 부재가 형성되고, 상기 제어부는, 상기 일 영역의 형태가 기 설정된 형태에 해당하면, 상기 일 영역을 벗어난 지점을 상기 터치 지점으로 결정하는 것을 특징으로 한다.In an exemplary embodiment, a non-conductive protective member may be formed at a vertex of the pen tip, and if the shape of the one area corresponds to the predetermined shape, the control unit may determine a point outside the one area as the touch point .

실시 예에 있어서, 상기 펜 팁은 반구로 형성되고, 상기 반구의 밑면이 상기 본체와 접촉되도록 배치되며, 상기 터치패널과 상기 스타일러스 펜 사이에서 송수신되는 전기 신호는, 상기 스타일러스 펜이 기울어지더라도 일정하게 유지되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the pen tip is formed as a hemispherical shape, the bottom surface of the hemisphere is disposed to be in contact with the main body, and the electric signal transmitted / received between the touch panel and the stylus pen is constant .

실시 예에 있어서, 상기 스타일러스 펜은, 상기 본체 내에 구비되며, 상기 LC회로와 전기적으로 연결되어 상기 전기 신호의 크기를 증가시키는 전도성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the stylus pen further includes a conductive member provided in the main body and electrically connected to the LC circuit to increase the size of the electrical signal.

실시 예에 있어서, 상기 복수의 터치 패널 전극은, 복수개 배열되는 구동전극; 및 상기 구동전극과 교차하여 배열되는 복수의 센싱전극을 포함하고, 상기 구동전극의 폭은 상기 센싱전극의 폭보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.In an exemplary embodiment, the plurality of touch panel electrodes may include a plurality of driving electrodes arranged; And a plurality of sensing electrodes arranged to cross the driving electrode, wherein a width of the driving electrode is greater than a width of the sensing electrode.

실시 예에 있어서, 상기 터치패널에 중첩되어 배치되는 디스플레이부 및 상기 스타일러스 펜으로부터 가해지는 터치에 근거하여, 상기 스타일러스 펜의 터치 궤적에 대응되는 이미지를 상기 디스플레이부에 출력하는 하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 펜 팁이 기울어지는 정도에 따라 서로 다른 방식으로 상기 이미지를 출력하는 것을 특징으로 한다.The display device may further include a display unit disposed on the touch panel and configured to output an image corresponding to a touch trace of the stylus pen to the display unit based on a touch from the stylus pen And the control unit outputs the image in different ways depending on the degree of tilting of the pen tip.

실시 예에 있어서, 상기 펜 팁은 하나의 밑면과 하나의 꼭지점을 갖는 뿔 형태로 형성되고, 상기 꼭지점이 상기 본체의 외부를 향하도록 배치되며, 상기 펜 팁이 기울어지는 정도는, 상기 터치패널에서 임계값 이상의 크기를 갖는 상기 전기 신호가 감지되는 일 영역의 크기에 근거하여 결정되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the pen tip is formed in the shape of a horn having one bottom surface and one vertex, and the vertex is disposed so as to face the outside of the main body, And is determined based on a size of a region where the electrical signal having a magnitude equal to or larger than a threshold value is sensed.

실시 예에 있어서, 상기 터치 궤적에 대응되는 이미지는 상기 터치 궤적에 대응되는 선을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 스타일러스 펜이 기울어지는 정도에 따라 상기 선의 굵기 및 색상 중 적어도 하나를 다르게 표시하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the image corresponding to the touch trajectory includes a line corresponding to the touch trajectory, and the control unit displays at least one of the thickness and the hue of the line differently according to the degree of tilting of the stylus pen .

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 이미지가 출력된 상태에서, 상기 펜 팁이 기 설정된 기울기 이상으로 기울어진 상태로 드래그 터치가 가해지면, 상기 출력된 이미지에서 상기 드래그 터치의 궤적에 중첩되는 이미지를 삭제하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, when the drag is touched in a state in which the pen tip is tilted at a predetermined slope or more in a state in which the image is output, the control unit controls the image to be superimposed on the trajectory of the drag touch Is deleted.

본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜은, 본체, 도체로 형성되며, 상기 본체의 외부로 돌출되어 터치패널에 터치를 가하도록 형성되는 펜 팁 및 상기 본체 내에 구비되고, 인덕터 및 캐패시터를 포함하며, 상기 터치 패널과의 사이에서 정전 용량 커플링이 발생되도록 상기 펜 팁과 전기적으로 연결되는 LC회로를 포함하고, 상기 LC회로는 정전 용량 커플링을 이용하여, 상기 터치패널과 전기 신호를 송수신하는 것을 특징으로 한다.A stylus pen according to an embodiment of the present invention includes a pen tip formed of a body and a conductor and protruding from the body to touch the touch panel and an inductor and a capacitor provided in the body, And an LC circuit electrically connected to the pen tip so as to generate a capacitive coupling with the touch panel, wherein the LC circuit transmits and receives an electric signal to / from the touch panel using a capacitive coupling .

실시 예에 있어서, 상기 LC회로는, 상기 터치 패널에서 전송되는 전기 신호를 상기 도체로 형성된 펜 팁을 통해 수신하고, 상기 수신한 전기 신호를 이용하여 공진이 발생되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In an exemplary embodiment, the LC circuit is configured to receive an electrical signal transmitted from the touch panel through a pen tip formed of the conductor, and to generate resonance using the received electrical signal.

실시 예에 있어서, 상기 펜 팁은 하나의 밑면과 하나의 꼭지점을 갖는 뿔 형태로 형성되고, 상기 꼭지점이 상기 본체의 외부를 향하도록 배치되며, 상기 펜 팁에서 수신하는 전기 신호의 크기는, 상기 펜 팁이 상기 꼭지점을 기준으로 기울어지는 정도에 비례하여 증가하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the pen tip is formed in the shape of a horn having one bottom surface and one vertex, and the vertex is disposed to face the outside of the main body, And the pen tip increases in proportion to the degree of tilting with respect to the vertex.

실시 예에 있어서, 상기 LC회로는 상기 펜 팁에 압력이 가해지는 것에 근거하여 전기 용량이 가변되는 가변 캐패시터를 더 포함하고, 상기 LC회로는, 상기 스타일러스 펜의 터치동작에 의하여 상기 가변 캐패시터의 전기 용량이 변경되는 것에 근거하여 상기 터치패널로 부가하는 제1 전기 신호를 제2 전기 신호로 변경하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the LC circuit further comprises a variable capacitor whose capacitance is varied based on a pressure applied to the pen tip, wherein the LC circuit is configured to change the electric potential of the variable capacitor by the touch operation of the stylus pen The first electric signal added to the touch panel is changed to the second electric signal based on the change of the capacitance.

실시 예에 있어서, 상기 펜 팁은 하나의 밑면과 하나의 꼭지점을 갖는 뿔 형태로 형성되고, 상기 꼭지점이 상기 본체의 외부를 향하도록 배치되며, 상기 펜 팁에서 송신되는 상기 제2 전기 신호의 크기는, 상기 펜 팁이 상기 꼭지점을 기준으로 기울어지는 정도에 비례하여 증가하는 것을 특징으로 한다.In an exemplary embodiment, the pen tip may be formed in the form of a horn having one bottom surface and one vertex, the vertex being disposed to face the exterior of the body, the size of the second electrical signal transmitted from the pen tip Is increased in proportion to the degree of tilting of the pen tip with respect to the vertex.

실시 예에 있어서, 상기 펜 팁은 반구로 형성되고, 상기 반구의 밑면이 상기 본체와 접촉되도록 배치되며, 상기 터치패널과 상기 펜 팁 사이에서 송수신되는 전기 신호는, 상기 펜 팁이 기울어지더라도 일정하게 유지되는 것을 특징으로 한다.In an exemplary embodiment, the pen tip is formed as a hemisphere, the bottom surface of the hemisphere is disposed to be in contact with the main body, and an electrical signal transmitted / received between the touch panel and the pen tip, .

실시 예에 있어서, 상기 본체 내에 구비되며, 상기 LC회로와 전기적으로 연결되어 상기 전기 신호의 크기를 증가시키는 전도성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The electro-optical device may further include a conductive member provided in the main body and electrically connected to the LC circuit to increase the size of the electrical signal.

본 발명에 따르면, 기존의 터치 패널을 이용하여 스타일러스 펜과 전기 신호를 송수신할 수 있다. 따라서, 코일로 형성된 별도의 전력 공급장치를 구비하지 않아도 되므로, 비용 절감 및 이동 단말기의 두께를 더욱 얇게 만들 수 있다.According to the present invention, an electric signal can be transmitted and received with the stylus pen using an existing touch panel. Therefore, it is not necessary to provide a separate power supply device formed of a coil, so that the cost can be reduced and the thickness of the mobile terminal can be made thinner.

또한, 본 발명은 정전 용량 커플링을 통하여 스타일러스 펜에 전기 신호를 공급하고, 공진 상태에서 발생되는 전기 신호를 통해 터치 패널에 터치를 가할 수 있다. 따라서, 본 발명은 별도의 전원부를 구비하지 않고, 보다 간단한 회로만으로 구성된 스타일러스 펜을 제공할 수 있어, 비용 절감 및 스타일러스 펜의 무게를 더욱 가볍게 만들 수 있다.In addition, the present invention can supply an electric signal to the stylus pen through a capacitive coupling and apply a touch to the touch panel through an electric signal generated in a resonance state. Therefore, the present invention can provide a stylus pen having no separate power source unit and composed of simpler circuits, thereby reducing cost and making the weight of the stylus pen lighter.

또한, 본 발명은 스타일러스 펜에 구비된 LC회로와 도체로 형성된 펜 팁을 전기적으로 연결함으로써, 정전 용량 커플링 방식을 통해 스타일러스 펜과 터치 패널 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기를 증가시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 펜 팁을 도체로 형성하고, LC회로와 전기적으로 연결시킴으로써, LC회로의 캐패시터과 터치 패널 전극과의 거리를 더욱 가깝게 하는 역할을 할 수 있다. 여기서, 정전 용량 커플링 방식은 캐패시터의 특성에 따라 거리가 가까워지면 전기 신호의 송수신이 더욱 잘 일어나게 된다. 따라서, 본 발명은 스타일러스 펜에 의한 터치 인식률을 현저히 증가시킬 수 있다.In addition, the present invention can increase the size of electrical signals transmitted / received between the stylus pen and the touch panel through the electrostatic capacitive coupling by electrically connecting the LC circuit provided in the stylus pen and the pen tip formed by the conductor. That is, according to the present invention, the pen tip is formed as a conductor and electrically connected to the LC circuit, thereby making the distance between the capacitor of the LC circuit and the touch panel electrode closer. Here, in the electrostatic capacitive coupling method, the transmission and reception of electric signals are more likely to occur when the distance is close to each other depending on the characteristics of the capacitor. Therefore, the present invention can remarkably increase the touch recognition rate by the stylus pen.

또한, 본 발명은 도체인 펜 팁을 뿔 형태로 형성함으로써, 상기 펜 팁이 기울어짐에 따라 터치 패널과 스타일러스 펜 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기를 증가시킬 수 있다. 즉, 정전 용량 커플링 방식은 캐패시터의 특성에 따라 단면석이 커지면 전기 신호의 송수신이 더욱 잘 일어나게 된다. 따라서, 본 발명은 종래에 인덕티브 커플링을 이용해 전기 신호를 송수신하는 경우, 스타일러스 펜을 기울이면 인식률이 떨어지는 문제점을 해결하고, 나아가, 스타일러스 펜을 기울임으로써 스타일러스 펜에 의한 터치 인식률을 더욱 증가시킬 수 있다.In addition, the present invention can increase the size of electrical signals transmitted / received between the touch panel and the stylus pen as the pen tip is tilted by forming the pen tip as a conductor in a horn shape. That is, in the electrostatic capacitive coupling method, transmission and reception of electric signals are more likely to occur when the cross section of the capacitor increases according to the characteristics of the capacitor. Accordingly, the present invention solves the problem that the recognition rate is low when the stylus pen is tilted when transmitting and receiving an electric signal using the inductive coupling, and further tilts the stylus pen to further increase the touch recognition rate by the stylus pen .

또한, 본 발명은 뿔 형태로 형성된 펜 팁이 기울어짐에 따라 터치 패널의 일 영역에서 신호의 크기가 임계값 이상인 전기 신호가 감지되는 경우, 기 설정된 방식에 의해 터치 지점을 결정할 수 있다. 따라서, 본 발명은 스타일러스 펜이 기울어짐에 따라 터치 패널과 스타일러스 펜 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 전기 신호가 일 영역에서 감지됨에 따라 터치 지점의 정확도가 떨어지는 문제점을 해결할 수 있다.In addition, the present invention can determine a touch point by a predetermined method when an electric signal having a signal intensity larger than a threshold value is sensed in one area of the touch panel as a horn-shaped tip of the pen is tilted. Accordingly, it is an object of the present invention to increase the size of electrical signals transmitted and received between the touch panel and the stylus pen as the stylus tilts, and also to reduce the accuracy of touch points Can be solved.

또한, 본 발명은 스타일러스 펜의 펜 팁이 기울어짐에 따라 터치 패널에서 임계값 이상의 크기를 갖는 전기 신호가 감지되는 영역의 크기가 변경될 수 있다. 즉, 본 발명은 스타일러스 펜이 기울어지는 것에 근거하여, 서로 다른 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 본원발명은 스타일러스 펜이 기울어지는 것에 따라 서로 다른 기능을 제공할 수 있는 새로운 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, as the pen tip of the stylus pen is tilted, the size of an area where an electric signal having a magnitude equal to or larger than a threshold value in the touch panel is sensed can be changed. That is, the present invention can perform different functions based on the inclination of the stylus pen. Therefore, the present invention can provide a new user interface that can provide different functions as the stylus is inclined.

또한, 본 발명은 구동전극의 폭을 센싱전극의 폭보다 크기 형성함으로써, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기 신호에 대한 인식률을 증가시킬 수 있다.Further, according to the present invention, the width of the driving electrode is made larger than the width of the sensing electrode, so that the recognition rate for the electrical signal received from the stylus pen can be increased.

도 1은 스타일러스 펜을 구비한 이동 단말기를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜 내부에 마련된 LC 공진 회로를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 펜 신호 검출 수단에서 스타일러스 펜으로 전기 신호를 전달하는 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펜 신호 검출 수단이 스타일러스 펜으로부터 전달되는 전기 신호를 이용하여 필압을 검출하는 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 터치 패널 전극에서 시간변화에 따라 관찰되는 전기 신호 V_PS를 나타내는개념도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 펜 신호 검출 수단을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 패널을 포함하는 디스플레이부를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 패널의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 제1 실시 예에 따른 터치 패널을 통하여 전기 신호를 공급하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11 내지 도 13은 제 1 실시 예에 따라 동작하는 터치 패널의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 14는 본 발명의 정전 용량 커플링을 설명하기 위한 등가 회로를 보여주는 개념도이다.
도 15는 제2 실시 예에 따른 터치 패널을 통하여 전기 신호를 공급하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 16은 제2 실시 예에 따라 동작하는 터치 패널의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜을 설명하기 위한 개념도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 펜 팁을 설명하기 위한 개념도이다.
도 19는 도 18의 펜 팁이 구비된 스타일러스 펜이 기울어지는 경우 전기 신호의 크기가 증가하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 20은 도 19에 따라 스타일러스 펜이 기울어지는 경우 측정되는 전기 신호의 크기를 설명하기 위한 개념도이다.
도 21은 펜 팁이 반 구 형태인 경우를 설명하기 위한 개념도이다.
도 22는 터치 패널에서 감지되는 전기 신호에 근거하여 터치 지점을 결정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 23 및 도 24는 펜 팁에 비전도성의 보호 부재가 형성되는 경우, 터치 패널에서 감지되는 전기 신호에 근거하여 터치 지점을 결정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 25는 스타일러스 펜 내부에서 전기 신호의 크기를 증가시키는 전도성 부재를 설명하기 위한 개념도이다.
도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 패널에 포함된 터치 패널 전극을 설명하기 위한 개념도이다.
도 27 내지 도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜이 기울어지는 것에 근거하여 다양한 기능을 수행하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a mobile terminal equipped with a stylus pen.
2 is a conceptual diagram showing an LC resonance circuit provided inside a stylus pen according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram for explaining a configuration for transferring an electric signal from a pen signal detecting means to a stylus pen according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram for explaining a configuration in which a pen signal detecting means according to an embodiment of the present invention detects a pressure using an electric signal transmitted from a stylus pen.
5 is a graph showing an electric signal V _PS observed at a touch panel electrode according to a change in time It is a conceptual diagram.
6 and 7 are conceptual diagrams for explaining pen signal detecting means according to another embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram for explaining a display unit including a touch panel according to an embodiment of the present invention.
9 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a touch panel according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart for explaining a method of supplying an electric signal through the touch panel according to the first embodiment.
11 to 13 are conceptual diagrams for explaining a configuration of a touch panel that operates according to the first embodiment.
14 is a conceptual diagram showing an equivalent circuit for explaining a capacitive coupling of the present invention.
15 is a flowchart for explaining a method of supplying an electric signal through the touch panel according to the second embodiment.
16 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a touch panel that operates according to the second embodiment.
17 is a conceptual diagram for explaining a stylus pen according to an embodiment of the present invention.
18 is a conceptual diagram for explaining a pen tip according to an embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a conceptual diagram for explaining that the size of the electrical signal increases when the stylus pen with the pen tip of FIG. 18 is tilted.
FIG. 20 is a conceptual diagram for explaining the magnitude of an electric signal measured when the stylus pen is inclined according to FIG. 19. FIG.
Fig. 21 is a conceptual diagram for explaining a case where the pen tip is in the hemisphere shape.
22 is a conceptual diagram for explaining a method of determining a touch point based on an electric signal sensed by a touch panel.
23 and 24 are conceptual diagrams for explaining a method of determining a touch point based on an electrical signal sensed by a touch panel when a non-conductive protective member is formed on the pen tip.
25 is a conceptual diagram for explaining a conductive member for increasing the size of an electric signal in the stylus pen.
26 is a conceptual diagram illustrating a touch panel electrode included in a touch panel according to an embodiment of the present invention.
27 to 29 are conceptual diagrams illustrating a method of performing various functions based on the tilting of the stylus pen according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the scope of the inventive concept of the present embodiment can be determined from the matters disclosed in the present embodiment, and the spirit of the present invention possessed by the present embodiment is not limited to the implementation of addition, deletion, Variations.

본 발명과 관련되는 이동 단말기의 설명에 사용되는 접미수 "수단" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.The suffixes " means "and" part "used in the description of the mobile terminal according to the present invention are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.

이하의 본 발명의 설명에서는, 터치 패널로 사용자 명령을 입력하기 위한 수단으로 스타일러스 펜을 예로 들어 설명한다. 본 발명은 이러한 스타일러스 펜으로전기 신호를 공급하고, 상기 스타일러스 펜으로부터 전달되는 전기 신호를 감지하는 방법에 대한 것이다. 본 발명은 스타일러스 펜에서 발생되는 LC 공진 신호를 펜과 터치 패널의 전극 사이에 형성되는 커플링 용량(정전 용량 커플링)을 통하여, 터치 패널의 전극으로 전달하고, 터치 패널의 전극 일단에 연결되는 필압 검출부에 의하여 수신된 신호의 주파수를 검출하는 장치에 대한 것이다. 그리고, 펜과 필압 검출부 사이에서 신호의 전달 경로가 되는 것은 정전식으로 터치 위치를 검출하기 위한 터치 패널, 그 중에서도 터치 패널의 드라이빙(구동) 전극(Tx) 또는 센싱 전극(Rx)을 이용하는 특징이 있다.In the following description of the present invention, a stylus pen will be described as an example of a means for inputting a user command on a touch panel. The present invention relates to a method for supplying an electric signal with such a stylus pen and sensing an electric signal transmitted from the stylus pen. The LC resonance signal generated from the stylus pen is transmitted to the electrode of the touch panel through a coupling capacitance (capacitance coupling) formed between the pen and the electrode of the touch panel, And a device for detecting the frequency of a signal received by the pressure-detecting portion. A signal transmission path between the pen and the pressure detection unit is a touch panel for detecting the touch position electrostatically. Among them, a driving electrode (Tx) or a sensing electrode (Rx) of the touch panel is used have.

특히, 상기 필압 검출부에 의하여 펜으로부터 전달된 신호로부터 상기 펜의 필압을 검출할 수 있고, 그로부터 사용자가 펜을 터치 패널측으로 가압하는 힘의 정도를 판단할 수 있는 것을 특징으로 한다. 다만, 설명의 편의를 위하여, 스타일러스 펜의 필압으로 기재하고 있으나, 상기 스타일러스 펜에 마련되는 커패시터의 커패시턴스를 변화시킬 수 있는 버튼 등이 구비되는 경우에도 본 발명의 사상의 범위에 속한다고 할 것이다.In particular, it is possible to detect the pressure of the pen from the signal transmitted from the pen by the pressure detection unit, and to determine the degree of the force that the user presses the pen toward the touch panel. For the sake of convenience of explanation, the stylus pen is described as the pressure, but it is also within the scope of the present invention that a button or the like capable of changing the capacitance of the capacitor provided in the stylus pen is included.

도 1은 스타일러스 펜을 구비한 이동 단말기를 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a mobile terminal equipped with a stylus pen.

실시예의 이동 단말기는, 제1 입력 수단으로서 스타일러스 펜(이하, 펜 이라고 함)(20) 및 제 2 입력 수단으로서 손가락 중 중 적어도 하나에 의해 가해지는 터치(또는 입력)의 위치를 검출하기 위한 검출 영역(151)(또는, 디스플레이부(151)라고 함)을 포함한다. 검출 영역(151)에는, 유리 또는 아크릴 등의 보호 커버가 배치되고, 그 밑에는 LCD, OLED 등과 같은 표시 패널이 배치된다. 터치 패널에는 컴퓨터 등의 제어 수단으로부터 전달되는 신호가 표시된다. 알려진 바와 같이, 펜(20)을 검출 영역(151)상에서 조작하는 것에 의해, 표시 패널에 펜 조작에 따른 그림을 그리거나, 글씨를 쓰거나, 표시된 이미지의 영역을 선택할 수 있다. 사용자가 손가락으로 입력하는 경우도 마찬가지이다. 그리고, 사용자가 두 개의 이상의 손가락을 검출 영역(151)상에 터치 또는 입력시키는 경우를 멀티 터치라고 하며, 실행되고 있는 응용 프로그램 또는 모바일 어플리케이션 등(이하, 응용 프로그램이라 함)에 따라 화면이 확대되거나 회전되는 등의 명령이 수행된다.The mobile terminal of the embodiment is provided with a stylus pen (hereinafter referred to as pen) 20 as a first input means and a detection means for detecting a position of a touch (or input) applied by at least one of the fingers as second input means Area 151 (also referred to as a display unit 151). In the detection area 151, a protective cover such as glass or acrylic is disposed, and a display panel such as an LCD, an OLED or the like is disposed under the protective cover. A signal transmitted from a control means such as a computer is displayed on the touch panel. As is known, by operating the pen 20 on the detection area 151, it is possible to draw a picture on the display panel according to the pen operation, to write a letter, or to select an area of the displayed image. The same is true for the case where the user inputs with the finger. A case where a user touches or inputs two or more fingers onto the detection area 151 is referred to as a multi-touch, and a screen is enlarged according to an executed application program or a mobile application (hereinafter referred to as an application program) And the like are executed.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜 내부에 마련된 LC 공진 회로를 나타낸 개념도이다.2 is a conceptual diagram showing an LC resonance circuit provided inside a stylus pen according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에서 스타일러스 펜에 마련되는 회로는, 트랜지스터나 다이오드 등의 전력 소모 소자는 사용하지 않고, 코일 L소자(Ls)와, 커패시터C소자(ΔC 및 CS)로 구성되는 LC 공진 회로(또는, LC 회로(22))를 포함한다. 그리고, 펜이 가압되는 힘에 따라 커패시턴스가 변화하는 가변 용량 커패시터(ΔC)를 포함한다.The circuit provided in the stylus pen in the embodiment of the present invention is not limited to the power dissipation element such as the transistor or the diode but the LC resonance circuit composed of the coil L element Ls and the capacitor C elements? Or LC circuit 22). And a variable capacitance capacitor? C whose capacitance changes according to the force with which the pen is pressed.

LC 공진 회로는 기본적으로 전력을 소비하지 않기 때문에, 스타일러스 펜 내의 회로를 구동시키기 위한 별도의 전원을 구비하지 않아도 된다.Since the LC resonance circuit basically does not consume power, it is not necessary to provide a separate power source for driving a circuit in the stylus pen.

스타일러스 펜의 LC 공진 회로의 공진 동작을 개시하기 위해서, 공진 동작의 개시 신호를 줄 필요가 있다. 이러한 개시 신호를 주는 것은 공진의 초기 조건을 부여하는 것으로, 구체적으로는, 외부(터치 패널)에서 LC 공진 회로로 AC전압을 인가하고, 위상이 90도 어긋난 AC 전류를 공급한다. 이 경우, LC 공진 회로의 공진은 개시되지만, 에너지 주입이 아니기 때문에 매우 빠르게 공진이 안정화 상태로 진입하여 버린다. 즉, 터치 패널로부터 전송되는 전기 신호에 의해, 스타일러스 펜에 구비된 LC회로는 공진이 발생된다. 이 때, 주입 전력은 무효 전력이라고 하며, 실제로는 에너지 소비에 기여하지 않는 전력이라 할 수 있다.In order to start the resonance operation of the LC resonance circuit of the stylus pen, it is necessary to give a start signal of the resonance operation. Specifically, the AC voltage is applied to the LC resonance circuit from the outside (touch panel), and an AC current whose phase is shifted by 90 degrees is supplied. In this case, although the resonance of the LC resonance circuit is started, since the energy injection is not performed, the resonance enters the stabilized state very quickly. That is, resonance is generated in the LC circuit provided in the stylus pen by an electric signal transmitted from the touch panel. At this time, the injection power is referred to as reactive power, and it can be said that the power actually does not contribute to the energy consumption.

보다 상세히 설명하면, AC 전원의 주파수와 LC 공진 주파수가 완전히 동일하지 않은 경우에, 스타일러스 펜의 LC 공진 회로는 LC 공진 주파수 성분을 갖는 진동과, AC 전원의 주파수 성분을 갖는 진동이 혼합된 진동이 이루어진다.More specifically, when the frequency of the AC power source and the LC resonance frequency are not completely the same, the LC resonance circuit of the stylus pen generates a vibration in which the vibration having the LC resonance frequency component and the vibration having the frequency component of the AC power source are mixed .

LC 공진 자체는 전력의 소비를 수반하지 않기 때문에, AC 전력 공급을 중단하더라도, LC 회로는 LC 공진을 계속한다. 다만, 실제에 있어서는, L에는 저항 성분이 있기 때문에, 그 저항에서 에너지 소비가 이루어지고, 열이 방출된다. 따라서, LC 공진의 진폭은, 시간이 지남에 따라, 점차 감쇄하여 간다. 이때, AC 전력을 계속하여 공급하더라도, LC 공진의 감쇄는 지속되고, 결국 LC 공진 주파수 성분의 진동은 제로가 된다. 다만, AC 전원의 주파수 성분을 갖는 진동은, AC 전원을 계속하여 공급하는 동안에는, 감쇄하지 않고 계속하여 존재한다.Since the LC resonance itself does not involve the consumption of power, even if the AC power supply is interrupted, the LC circuit continues LC resonance. However, in practice, since L has a resistance component, energy is consumed in the resistor and heat is released. Therefore, the amplitude of the LC resonance gradually decays as time passes. At this time, even if the AC power is continuously supplied, the attenuation of the LC resonance continues, and the vibration of the LC resonant frequency component becomes zero. However, the vibration having the frequency component of the AC power source continues to exist without attenuation while the AC power is continuously supplied.

AC 전원의 공급을 중단하면, 지금까지 AC 전력의 주파수로 진동하던 LC 공진 회로는, 즉시 AC 전원 주파수에서의 진동은 멈추고, LC 공진 주파수로 진동을 시작한다.When the supply of the AC power is stopped, the LC resonance circuit which has been oscillating at the frequency of the AC power so far stops the vibration at the AC power supply frequency immediately and starts to oscillate at the LC resonance frequency.

본 발명에서는, 인덕티브 커플링을 사용하지 않으며, 터치 패널과 스타일러스 펜 사이에 존재하는 커패시턴스로 용량성 커플링(정전 용량 커플링)시키고, 이러한 상호 커패시턴스(정전 용량 커플링에 의해 터치 패널과 스타일러스 펜 사이에 형성되는 캐패시턴스 C_M)를 통하여 전기 신호를 송수신한다.In the present invention, capacitive coupling (capacitive coupling) is performed by the capacitance existing between the touch panel and the stylus pen without using an inductive coupling, and this mutual capacitance (capacitance coupling by the touch panel and the stylus And a capacitance C _M formed between the pens.

스타일러스 펜에 내장된 LC 공진 회로를 구성하는 L소자의 인덕턴스L_S , 혹은 C소자의 캐패시턴스 C_S 또는 두 가지 값은 스타일러스 펜 헤드(또는, 펜 팁)의 필압에 따라 증감하는 구성이다. 가변 용량 콘덴서(또는, 가변 캐패시터) ΔC를 도 2에서와 같이 고정 용량 C_S 와 병렬 연결한 LC 공진 회로의 C소자의 일부 요소로 설명한다.The inductance L _S of the L element constituting the LC resonance circuit built in the stylus pen or the capacitance C _s of the C element or the two values is increased or decreased according to the pressure of the stylus pen head (or pen tip). The variable capacitance capacitor (or variable capacitor)? C is explained as a part of the C element of the LC resonance circuit connected in parallel with the fixed capacitance C _S as shown in FIG.

필압에 따라 가변 커패시터의 용량 ΔC는 다른 값을 취한다. 따라서, LC 공진 주파수도 그에 따라 다른 값이 된다. 즉, 필압이 가해지기 전에 스타일러스 펜에서 터치 패널로 부가되는 제1 전기 신호는 상기 ΔC(전기 용량)의 변경에 따라 제2 전기 신호로 변경되며, 상기 제2 전기 신호에 근거하여 필압을 검출하는 것이다. 다시 말해, 본 발명에서 필압을 검출하는 원리는, 스타일러스 펜에 내장된 LC 공진 회로가 발생시키는 공명 신호의 주파수(정확하게는 변경된 공명 신호의 주파수)를 검출하는 것이다.The capacitance? C of the variable capacitor takes different values depending on the pressure. Therefore, the LC resonance frequency also becomes a different value. That is, the first electrical signal added from the stylus pen to the touch panel before the application of the pressure is changed to the second electrical signal in accordance with the change of the? C (capacitance), and the second electrical signal is detected based on the second electrical signal will be. In other words, in the present invention, the principle of detecting the pressure is to detect the frequency of the resonance signal (accurately, the frequency of the resonance signal) generated by the LC resonance circuit built in the stylus pen.

여기서, 필압을 검출한다는 의미는 터치 패널에서의 터치 지점을 결정한다는 의미로 받아들여질 수 있다. 본 발명에서는 필압을 검출하여 스타일러스 펜에 의해 가해지는 터치를 감지하고, 터치 지점을 결정할 수 있다.Here, the detection of the pressure may be regarded as a determination of the touch point on the touch panel. In the present invention, it is possible to detect a touch, detect a touch applied by the stylus pen, and determine a touch point.

따라서, 압력을 감지하는 스타일러스 펜 LC 공진 회로로 공진 동작을 시작하게 하는 개시 신호를 전달하여야 한다. 구체적으로는, 이미 언급한 바와 같이 공진 구동 AC 전원을 외부에서 스타일러스 펜 LC 공진 회로로 줄 필요가 있다.Therefore, the stylus pen LC resonant circuit that senses the pressure must transmit a start signal to start the resonant operation. Specifically, as mentioned above, it is necessary to supply the resonance driving AC power from the outside to the stylus pen LC resonance circuit.

도 2에 도시된 바와 같은 스타일러스 펜으로 전력을 전달하고, 상기 펜으로부터 전달되는 신호를 수신하기 위한 신호 검출 수단에 대해서는, 도 3 내지 도 7을 참조하여 더 자세히 살펴본다.The signal detecting means for transmitting the electric power to the stylus pen as shown in Fig. 2 and receiving the signal transmitted from the pen will be described in more detail with reference to Figs. 3 to 7. Fig.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 펜 신호 검출 수단에서 스타일러스 펜으로 전기 신호를 전달하는 구성을 설명하기 위한 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펜 신호 검출 수단이 스타일러스 펜으로부터 전달되는 전기 신호를 이용하여 필압을 검출하는 구성을 설명하기 위한 개념도이다.FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining a configuration for transferring an electric signal from a pen signal detecting means to a stylus pen according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a pen signal detecting means according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining a configuration for detecting a pressure by using an electric signal transmitted from a pressure sensor; FIG.

먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기(10)는 터치 패널(200) 및 LC 회로(22)(또는, 펜 회로부(22))가 구비된 스타일러스 펜(20)을 포함할 수 있다. 상기 터치 패널(200)은 복수의 터치 패널 전극(50) 및 상기 터치 패널 전극(50)과 연결되어 상기 펜 회로부(22)로 전력을 공급하고, 상기 펜 회로부(22)로부터 전달되는 신호를 수신하는 펜 신호 검출 수단(100)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 펜 신호 검출 수단(100)은 가변 용량 커패시터(ΔC)를 포함하는 LC 공진 회로가 내장된 스타일러스 펜의 펜 회로부(22)로 전력을 공급하고, 상기 펜 회로부(22)로부터 전달되는 신호를 수신하며, 터치 패널 전극(50)에 연결된다.3, a mobile terminal 10 according to an embodiment of the present invention includes a stylus pen 20 having a touch panel 200 and an LC circuit 22 (or pen circuit 22) . &Lt; / RTI > The touch panel 200 is connected to a plurality of touch panel electrodes 50 and the touch panel electrodes 50 to supply power to the pen circuit unit 22 and receives signals transmitted from the pen circuit unit 22 And a pen signal detecting means 100 for detecting the pen signal. Specifically, the pen signal detecting means 100 supplies electric power to the pen circuit portion 22 of the stylus pen incorporating the LC resonance circuit including the variable capacitance capacitor C, and outputs the signal transmitted from the pen circuit portion 22 And is connected to the touch panel electrode 50.

(상기 펜 신호 검출 수단(100)에 관련된 내용은 이하에서 설명할 이동 단말기(10)의 제어부(180)에서 수행되는 것으로 이해되어질 수 있다. 즉, 펜 신호 검출 수단(100)와 관련된 내용은 제어부(180)에서 수행되는 것으로 동일/유사하게 유추적용 가능할 것이다.)(The content related to the pen signal detecting means 100 may be understood to be performed in the control unit 180 of the mobile terminal 10 to be described below. It is possible to apply the same / similar analogy to that performed in the step 180.)

여기서, 상기 터치 패널 전극(50)은, 앞서 설명한 바와 같이, 터치 패널의 드라이빙 라인(또는, 구동 전극, 구동 라인) 또는 센싱 라인(또는 센싱 전극)이 될 수 있으며, 필요에 따라서는, 상기 펜 신호 검출 수단(100)이 상기 터치 패널의 드라이빙 라인과 센싱 라인 각각에 연결되는 구성도 가능하다. 즉, 상기 펜 신호 검출 수단(100)에서 펜(20)으로 공진 여기 AC 신호를 전달하기 위한 AC 신호 발생부(110)는 터치 패널의 드라이빙 전극(Tx)으로 전압을 공급하기 위한 회로측에 구성될 수 있다. 또한, 펜으로부터 전달되는 신호를 수신하기 위한 필압 검출부(130)는 터치 패널의 센싱 전극(Rx)으로부터 신호를 검출하기 위한 회로측에 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 7을 참조하여 자세히 설명하여 본다.As described above, the touch panel electrode 50 may be a driving line (or a driving electrode, a driving line) or a sensing line (or a sensing electrode) of the touch panel. If necessary, It is also possible that the signal detecting means 100 is connected to each of the driving line and the sensing line of the touch panel. That is, the AC signal generating unit 110 for transmitting the resonance excitation AC signal from the pen signal detecting means 100 to the pen 20 has a configuration on the circuit side for supplying voltage to the driving electrode Tx of the touch panel . The pressure detection unit 130 for receiving a signal transmitted from the pen may be configured on the circuit side for detecting a signal from the sensing electrode Rx of the touch panel. This will be described in detail with reference to FIG.

한편, 본 발명에서는 펜으로부터 전달되는 신호로부터 필압을 검출하기 위한 신호 검출 장치가 터치 패널에서 정전식으로 터치 위치를 검출하기 위한 드라이빙 전극(TX)과 센싱 전극(RX) 중 적어도 하나의 전극선(이하, 터치 패널 전극이라 함)에 연결될 수 있다. 즉, 본 발명은 터치 패널(200)에 구비되는 드라이빙 전극 또는 센싱 전극 중 적어도 하나의 전극선을 이용하여, 스타일러스 펜으로 전력(전기 신호)을 전달하는 것 및 상기 펜으로부터 전달되는 전기 신호를 수신하는 것이 가능하다.According to the present invention, a signal detecting device for detecting a pressure from a signal transmitted from a pen includes at least one of a driving electrode TX and a sensing electrode RX for electrostatically detecting a touch position on the touch panel , A touch panel electrode). That is, according to the present invention, it is possible to transmit electric power (electric signal) to a stylus pen using at least one electrode line of a driving electrode or a sensing electrode included in the touch panel 200, It is possible.

본 발명에서는, 정전 용량 커플링에 통해 전기 신호를 송수신하므로, 신호 전달 배선의 저항이 높아도 무방하다. 따라서, 본 발명은 신호 반환 경로를 별도로 설치할 필요가 없기 때문에, 신호 전달 배선을 코일로 구성하여야 할 필요가 없다. 즉, 본 발명은 터치 패널을 구성하는 드라이빙 전극(Tx) 및 센싱 전극(Rx) 중 적어도 하나를 이용하여 정전 용량 커플링을 통해 전기 신호를 송수신할 수 있다.In the present invention, since an electric signal is transmitted and received through the electrostatic capacitive coupling, the resistance of the signal transmission wiring may be high. Therefore, since it is not necessary to separately provide a signal return path in the present invention, there is no need to configure the signal transmission wiring with a coil. That is, the present invention can transmit and receive an electric signal through the electrostatic capacitive coupling using at least one of the driving electrode Tx and the sensing electrode Rx constituting the touch panel.

실시예의 펜 신호 검출 수단(100)은, 사용자의 손가락 또는 펜 등의 터치 위치를 정전식으로 검출하기 위한 터치 패널 전극(50)에 연결된다. 또한, 상기 펜 신호 검출 수단(100)은 상기 터치 패널 전극(50)을 경유하여 상기 펜 회로부(22)로 공진 여기 AC 신호를 공급하기 위한 AC 신호 발생부(110)와, 상기 펜 회로부(22)로부터 전달되는 신호에서 공진 주파수를 검출해내기 위한 필압 검출부(130)를 포함한다. 그리고, 상기 펜 신호 검출 수단(100)은 상기 터치 패널 전극(50)을 상기 AC 신호 발생부(110) 또는 필압 검출부(130)으로 선택적으로 연결되도록 하는 스위칭부(120,SW)를 포함한다.The pen signal detecting means 100 of the embodiment is connected to a touch panel electrode 50 for electrostatically detecting a touch position of a finger or a pen of a user. The pen signal detecting unit 100 includes an AC signal generating unit 110 for supplying a resonant excitation AC signal to the pen circuit unit 22 via the touch panel electrode 50, And a pressure detector 130 for detecting a resonance frequency in a signal transmitted from the pressure sensor 130. The pen signal detecting means 100 includes a switching unit 120 for selectively connecting the touch panel electrode 50 to the AC signal generating unit 110 or the pressure detecting unit 130.

상기 스위칭부(120)의 스위칭에 의하여, 상기 펜 신호 검출 수단(100)은 상기 펜 회로부(22)로 공진 여기 AC 신호를 공급하기 위한 AC 전력 공급원으로서의 역할을 수행하거나, 상기 펜 회로부(22)로부터 전달되는 신호를 분석하여 공진 주파수를 센싱함으로써 결국 스타일러스 펜의 필압을 검출하기 위한 필압 검출부로서의 역할을 수행한다.The pen signal detecting means 100 may serve as an AC power source for supplying a resonant excitation AC signal to the pen circuit portion 22 or may be connected to the pen circuit portion 22 by switching the switching portion 120. [ And senses the resonance frequency, thereby serving as a pressure detection part for detecting the pressure of the stylus pen.

상기 스위칭부(120)의 스위칭 동작에 의하여, 상기 터치 패널 전극(50)에는 상기 AC 신호 발생부(110) 또는 상기 필압 검출부(130)가 선택적으로 연결되는데, 상기 스위칭부(120)의 스위칭 시점 또는 시간에 대해서 기재하여 본다. 예를 들어, 상기 터치 패널 전극(50)이 정전식으로 사용자의 손가락 또는 스타일러스 펜의 위치를 검출하기 위하여 1프레임을 스캔하는데 소요되는 시간을 1/60초라고 한다면, 상기 스위칭부(120)는 그 1/60초의 시간 중에 1프레임을 스캔하는데 사용하지 않는 시간의 일부 동안(예, 200㎲ 정도) 상기 터치 패널 전극(50)에 공진 여기 AC 신호 발생부(110)가 연결되도록 스위칭한다. 터치 패널 전극을 스캔하여 정전식으로 터치 위치를 검출하기 위한 시간은 제품과 제조 회사에 따라 상이할 수 있으나, 예를 들어, 1/60초 정도를 1프레임 스캔하는데 주어진 시간이라고 한다면, 실제에 있어서는 1프레임을 스캔하는데에 1/60초 중 일부를 사용하고 있기 때문에, 상기 스위칭부(120)에 의한 터치 패널 전극(50)이 상기 AC 신호 발생부(110)에 연결되는 시간(예, 200㎲ 정도)은 1/60초의 시간 내에서 정전식 위치 검출을 위한 프레임 스캔이 수행되지 않는 영역이라 할 수 있다.The AC signal generating unit 110 or the pressure sensing unit 130 is selectively connected to the touch panel electrode 50 by the switching operation of the switching unit 120. The switching signal from the switching unit 120, Or time. For example, if it is assumed that the time required for the touch panel electrode 50 to scan one frame in order to detect the position of the user's finger or the stylus pen electrostatically is 1/60 second, the switching unit 120 The resonance excitation AC signal generating unit 110 is connected to the touch panel electrode 50 during a part of the time that is not used for scanning one frame during the 1/60 second time (for example, about 200 μs). The time for detecting the touch position by electrostatic scanning of the touch panel electrode may be different depending on the product and the manufacturer. For example, if it is assumed that a time of 1/60 seconds is one frame scan, The time required for the touch panel electrode 50 by the switching unit 120 to be connected to the AC signal generating unit 110 (for example, 200 [micro] sec Is a region in which frame scan for electrostatic position detection is not performed within a time of 1/60 second.

도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 터치 패널 전극(50)으로 라인 스캐닝을 위한 전압을 공급하고, 손가락 또는 펜의 터치 위치를 검출하기 위하여 터치 패널 전극(50)으로부터의 출력 신호를 수신하여 정전식으로 터치 위치를 검출하기 위한 정전 센서부(전원 공급 회로 및 신호 검출 회로)(50)가 존재한다. 그리고, 본 발명에서의 펜 신호 검출 수단이 AC 신호 발생부(110)와 필압 검출부(130)가 단일의 하드웨어/회로로 구성되어 있는 것처럼 도시되어 있으나, 실제의 실시예 있어서는 AC 신호 발생부(110)를 터치 패널의 전압 공급 회로 내에 마련하여 두고, 필압 검출부(130)를 터치 패널의 신호 검출 회로 내에 마련하여 두는 것이 가능하고, 이 경우, AC 신호 발생부(110)는 Tx 라인에 연결되고, 필압 검출부(130)는 Rx 라인에 연결될 수 있다. 이러한 구성 역시 하나의 실시예에 불과하며, 다양한 구성을 본 발명으로부터 획득할 수 있을 것이다.Although not shown, a voltage for line scanning is supplied to the touch panel electrode 50, an output signal from the touch panel electrode 50 is received to detect the touch position of the finger or pen, There is an electrostatic sensor unit (power supply circuit and signal detection circuit) 50 for detecting the touch position. Although the pen signal detecting means in the present invention is shown as being composed of a single hardware / circuit in the AC signal generating portion 110 and the pressure detecting portion 130, in the actual embodiment, the AC signal generating portion 110 ) Can be provided in the voltage supply circuit of the touch panel and the pressure detection unit 130 can be provided in the signal detection circuit of the touch panel. In this case, the AC signal generation unit 110 is connected to the Tx line, The pressure detection unit 130 may be connected to the Rx line. Such a configuration is also only one embodiment, and various configurations can be obtained from the present invention.

본 실시예에서는, 상기 터치 패널 전극(50)이 기존의 터치 위치 검출을 위한 동작 이외에, 상기 스위칭부(120)에 의해서 상기 터치 패널 전극(50)으로 공진 여기 AC 신호를 전달하거나, 펜으로부터 전달되는 신호를 상기 터치 패널 전극(50)을 경유하여 주파수 검출을 위한 필압 검출부(130)로 전달될 수 있다.In the present embodiment, the touch panel electrode 50 transmits the resonance excitation AC signal to the touch panel electrode 50 by the switching unit 120, To the touch pressure detector 130 for frequency detection via the touch panel electrode 50.

먼저, 도 3을 참조하여, 펜 신호 검출 수단(100)의 AC 신호 발생부(110)에서 생성된 공진 여기 AC 신호, 즉, 공진 구동의 개시 신호를 터치 패널 전극(50)으로 전달하는 경우를 설명하여 본다.3, the case of transmitting the resonance excitation AC signal generated by the AC signal generation unit 110 of the pen signal detection means 100, that is, the resonance drive start signal to the touch panel electrode 50 Explain it.

펜 신호 검출 수단(100)에 포함되는 AC 신호 발생부(110)는 스위칭부(120)의 스위칭으로 터치 패널 전극(50)에 연결되고, 상기 AC 신호 발생부(110)에서 생성된 AC 신호는 터치 패널 전극(50)으로 전달되고, 스타일러스 펜과 상호 용량 C_M을 통해 공진 구동 신호로서 공진 여기 AC 신호는 LC 공진 회로(스타일러스 펜의 펜 회로부)에 AC 전원으로 전달된다.The AC signal generating unit 110 included in the pen signal detecting unit 100 is connected to the touch panel electrode 50 by switching of the switching unit 120 and the AC signal generated by the AC signal generating unit 110 is And transmitted to the touch panel electrode 50. The resonance excitation AC signal as the resonance driving signal through the stylus pen and the mutual capacitance C _M is transmitted to the LC resonance circuit (pen circuit portion of the stylus pen) as the AC power.

위에서 언급하였지만, 본 발명에서 사용하는 터치 패널은 상호 용량 방식 터치 패널이며, 터치 위치 검출에 사용되는 전극 라인을 스타일러스 펜의 필압검출에도 함께 사용된다.As described above, the touch panel used in the present invention is a capacitive touch panel, and electrode lines used for touch position detection are also used for detecting the pressure of the stylus pen.

또한, 공진 구동을 위한 공진 여기 AC 신호는 정전 용량 커플링에 의해 스타일러스 펜 LC 공진 회로(22, 펜 회로부)로 전달되기 때문에 전류가 거의 흐르지 않는다. 그래서 상호 용량 방식 터치 패널을 공유할 수 있다. 보다 정확하게는, 호스트가 되는 터치 패널로부터 스타일러스 펜으로 전력(에너지)을 전달하기 위하여, 상기 AC 신호 검출부(110)가 터치 패널 전극(50)으로 공급할 AC 신호를 발생시킨다.Further, since the resonance excitation AC signal for resonance driving is transmitted to the stylus pen LC resonance circuit (pen circuit portion) 22 by the electrostatic capacitive coupling, the current hardly flows. Thus, the mutual capacitive touch panel can be shared. More precisely, the AC signal detecting unit 110 generates an AC signal to supply the touch panel electrode 50 in order to transmit electric power (energy) from the touch panel as a host to the stylus pen.

정전 용량 커플링에 의하여 호스트인 터치 패널 전극(50)으로부터 스타일러스 펜으로 공진 여기 AC 신호(AC 전원)이 전달되면, 스타일러스 펜의 LC 공진 회로는 AC 전원의 공급을 받고, 즉시 LC 발진을 시작한다. 여기서, 펜 회로부의 LC 공진 회로가 발진하게 되는 발진 주파수는 아래의 수학식 1과 같다.When a resonance excitation AC signal (AC power source) is transmitted from the host touch panel electrode 50 to the stylus pen by capacitive coupling, the LC resonance circuit of the stylus pen receives supply of the AC power source and immediately starts LC oscillation . Here, the oscillation frequency at which the LC resonance circuit of the pen circuit portion oscillates is expressed by Equation 1 below.

여기에 L_S, C_S, ΔC는 각각 L소자의 인덕턴스, C소자를 구성하는 고정용량의 커패시턴스, C소자를 구성하는 가변 용량의 커패시턴스이다. 전술한 바와 같이, ΔC는 사용자가 스타일러스 펜을 터치 패널 상에 가압하는 힘(필압)에 따라 가변하게 되는 커패스턴스이고, 그 변화된 커패스턴스에 의해서 공진 주파수가 변동된다. 그리고, 이러한 공진 주파수의 값(또는 변동)을 확인하기 위하여, 본 실시예에 따른 터치 패널(200)의 펜 신호 검출 수단(100)에는 필압 검출부(130)가 구성된다.L _S , C _S , and C are inductance of the L element, capacitance of the fixed capacitance constituting the C element, and capacitance of the variable capacitance constituting the C element, respectively. As described above,? C is a capacitance that varies according to the force (pressure) that the user presses the stylus pen onto the touch panel, and the resonance frequency is varied by the changed capacitance. In order to check the value (or variation) of the resonance frequency, the pen signal detecting means 100 of the touch panel 200 according to the present embodiment is configured with the pressure detection unit 130. [

LC 공진 신호의 공진 주파수가 공진 구동을 위한 공진 여기 AC 신호의 주파수와 일치하는 경우라면, LC 공진 신호의 진폭은 공진 여기 AC 신호 진폭과 거의 일치하게 된다. 그러나, LC 공진 신호의 공진 주파수와 공진 여기 AC 신호의 주파수의 차이가 크다면, LC 공진 신호의 진폭은 작아진다. 다만, 주파수의 오차가 -10%~+10% 범위 이내라면, LC 공진 신호의 진폭이 급격히 축소되는 현상은 발생되지 않는다.If the resonance frequency of the LC resonance signal coincides with the frequency of the resonance excitation AC signal for resonance drive, the amplitude of the LC resonance signal almost coincides with the resonance excitation AC signal amplitude. However, if the difference between the resonance frequency of the LC resonance signal and the frequency of the resonance excitation AC signal is large, the amplitude of the LC resonance signal becomes small. However, if the frequency error is within the range of -10% to + 10%, the amplitude of the LC resonance signal is not sharply reduced.

LC 공진 회로의 공진 주파수를 정확히 검출해내기 위하여, 전달되는 공진 여기 AC 신호의 진폭보다 일정범위(예를 들면, 50%) 이하로 축소되지 않도록 하기 위하여, 주파수의 오차가 -10%~+10% 범위 이내가 되도록, ΔC의 커패시턴스를 설정하여 두면, 다음에서 설명하는 스타일러스 펜의 필압을 검출하는데 충분한 신호의 강도를 획득할 수 있다.In order to accurately detect the resonance frequency of the LC resonance circuit, in order to prevent the amplitude of the resonance excitation AC signal from being reduced below a certain range (for example, 50%) from the amplitude of the transmitted resonance excitation AC signal, If the capacitance of? C is set so as to be within the range of?%, It is possible to obtain a sufficient signal intensity to detect the pressure of the stylus pen described below.

아래에서 더욱 상세하게 설명하겠지만, 펜의 펜 회로부(LC 공진 회로)의 공진 주파수를 검출해내기 위한 회로로는 미분기(131)와 비교기(132)가 될 수 있다.As a circuit for detecting the resonance frequency of the pen circuit portion (LC resonance circuit) of the pen, it may be a differentiator 131 and a comparator 132, as will be described in detail below.

본 실시예의 AC 신호 발생부(110)에 의하여 발생되는 AC 신호는, 아래의 수학식 2로 예시할 수 있다.The AC signal generated by the AC signal generator 110 of the present embodiment can be illustrated by the following equation (2).

그리고, 상기 수학식 2를 미분하여 보면, 아래의 수학식 3이 된다.The above equation (2) is differentiated into the following equation (3).

결국, 미분파의 진폭은 주파수에 비례하게 되고, 미분기에서 LC 공진 신호를 전달받게 되면, 미분기에 의하여 미분된 미분파의 진폭 전압도 주파수에 비례하는 모듈레이션을 받게 되는 것을 알 수 있다.As a result, the amplitude of the differential wave becomes proportional to the frequency, and when the LC resonance signal is received in the differentiator, the amplitude voltage of the differentiated differential wave by the differentiator is modulated in proportion to the frequency.

만약, LC 공진 신호의 공진 주파수와 공진 구동을 위한 공진 여기 AC 신호의 주파수 차이가 ±10%를 초과하는 차이가 발생하게 되면, LC 공진 신호의 진폭은 50% 정도까지 작아진다. 이 경우, 그 신호를 미분기에 입력하면, 미분파의 진폭 전압은 x0.9의 45%가 된다. 한편, 주파수 차이가 ±10% 이내가 되어 LC 공진 신호의 진폭이 50% 정도로 작아지더라도, 미분기에서는 x1.1의 55%가 된다.If the frequency difference between the resonance frequency of the LC resonance signal and the resonance excitation AC signal for resonance drive exceeds ± 10%, the amplitude of the LC resonance signal is reduced to about 50%. In this case, when the signal is input to the differentiator, the amplitude voltage of the differential wave becomes 45% of x0.9. On the other hand, even if the amplitude of the LC resonance signal is reduced to about 50% because the frequency difference is within ± 10%, it becomes 55% of x1.1 in the differentiator.

다시, 도 3을 참조하여 AC 신호 발생부(110)로부터 스타일러스 펜의 LC 공진 회로로 공진 여기 AC 신호를 전달하는 과정에 대해서 설명하여 본다.3, a process of transmitting a resonance excitation AC signal from the AC signal generator 110 to the LC resonance circuit of the stylus pen will be described.

LC 공진 신호의 진폭이 충분한 크기가 될 때까지의 설정 전달 시간(예를 들면, 200㎲ 정도) 동안 터치 패널 전극(50)으로 AC 신호가 전달되도록 한다. 공진 여기 AC 신호를 펜의 LC 공진 회로로 계속하여 공급하는 동안은, LC 공진 회로는 LC 공진 주파수의 진동(제 1 주파수 성분의 진동)과, 공진 여기 AC 신호의 주파수 성분을 갖는 진동(제 2 주파수 성분의 진동)이 혼합된 상태도 진동한다는 것은 앞서 설명한 바와 같다. 따라서, LC 공진 회로의 진동 신호의 진폭은, 제1 주파수 성분과 제 2 주파수 성분이 혼합된 진동의 진폭이 된다.The AC signal is transmitted to the touch panel electrode 50 for a set transmission time (for example, about 200 mu s) until the amplitude of the LC resonance signal becomes a sufficient amplitude. During the continuous supply of the resonance excitation AC signal to the LC resonance circuit of the pen, the LC resonance circuit generates the vibration having the LC resonance frequency (vibration of the first frequency component) and the vibration having the frequency component of the resonance excitation AC signal The vibration of the frequency component) is vibrated as described above. Therefore, the amplitude of the vibration signal of the LC resonance circuit becomes the amplitude of the vibration in which the first frequency component and the second frequency component are mixed.

펜의 LC 공진 회로로 공진 여기 AC 신호를 제공하는 것을 중단하는 경우에는, 공진 여기 AC 신호의 주파수 성분을 갖는 진동은 사라지고, LC 공진 주파수의 진동을 시작하지만, 그 때의 진동의 진폭은, 2개 주파수 성분의 진동이 혼합한 진동의 진폭을 그대로 갖게 된다. 즉, 공진 여기 AC 신호가 LC 공진 회로로 전달되는 것이 중단되어도, LC 공진 회로의 진동의 진폭이 당연히 작아지지 않는다.When stopping providing the resonance excitation AC signal with the LC resonance circuit of the pen, the vibration with the frequency component of the resonance excitation AC signal disappears and starts to oscillate at the LC resonance frequency, but the amplitude of the vibration at that time is 2 The vibration of the open frequency component has the amplitude of the mixed vibration as it is. That is, even if the transmission of the resonance excitation AC signal to the LC resonance circuit is interrupted, the amplitude of the vibration of the LC resonance circuit does not naturally decrease.

한편, 상기 터치 패널 전극(50)과 AC 신호 발생부(110)가 연결되는 소정의 시간, 즉, 상기 설정 전달 시간 동안에 상기 AC 신호 발생부(110)로부터 공진 여기 AC 신호가 상기 터치 패널 전극(50)으로 제공하는 것은 유의미한 동작을 나타낸다.Meanwhile, a resonance excitation AC signal from the AC signal generation unit 110 is applied to the touch panel electrode (not shown) during a predetermined time period during which the touch panel electrode 50 and the AC signal generation unit 110 are connected, 50) represents a meaningful action.

즉, 상기 AC 신호 발생부(110)로부터 아주 짧은 시간(수천㎲)에만, 공진 여기 AC 신호가 터치 패널 전극(50)을 통하여 스타일러스 펜으로 전달할수도 있겠지만, 아래에서 설명한 VO에 노이즈 내성을 갖기 위하여(즉, VO의 SNR을 크게하기 위하여), 일정 시간(설정 전달 시간) 동안의 공진 여기 AC 신호를 펜으로 공급할 필요가 있다.That is, the resonance excitation AC signal may be transmitted from the AC signal generating unit 110 to the stylus pen through the touch panel electrode 50 only for a very short time (several thousands of microseconds). However, in order to have the noise resistance (That is, to increase the SNR of the VO), it is necessary to supply the resonance excitation AC signal for a predetermined time (set transfer time) to the pen.

터치 패널 전극(50)에는 부유 용량 C_P가 존재하기 때문에, 공진 여기 AC 신호를 단절시키면, 단절 직전의 전위 V_DC1가 C_P의 DC 전위로 유지된다. 참고로, 상기 스위칭부(120)의 스위칭에 동작에 의하여 터치 패널 전극(50)이 필압 검출부(130)와 연결되면, 상기 필압 검출부(130)로는 V_PS 전압(즉, 필압 검출 전압)의 AC 성분이 전달되지만, 상기 터치 패널 전극으로부터 전달되는 필압 검출 전압(V_PS)의 AC 성분과 함께 존재하는 DC 성분을 나타내기 위하여 DC성분을 V_DC1으로 표시하여 본다.Since the stray capacitance C _P exists in the touch panel electrode 50, when the resonance excitation AC signal is cut off, the potential V _DC1 immediately before cutoff is maintained at the DC potential of C _P. When the touch panel electrode 50 is connected to the pressure detection unit 130 by the switching operation of the switching unit 120, the pressure detection unit 130 detects AC voltage of the V _PS voltage The DC component is represented by V _DC1 in order to indicate a DC component existing together with the AC component of the voltage detection voltage V _PS transmitted from the touch panel electrode.

전위 V_DC1가 유지되는 상태에서는, 펜의 LC 공진 회로의 LC 공진 신호 V_S 는 C_M을 통해 터치 패널 전극(50)으로 전달된다. 이때 전달되는 것은 LC 공진 신호의 AC 성분으로서, 상기 부유 용량 CP가 존재하기 때문에, 터치 패널 전극(50)으로 전달되는 AC 신호 V_O 는, 아래의 수학식과 같다.In a state in which the potential V _DC1 is maintained, the LC resonance signal V _S of the LC resonance circuit of the pen is transmitted to the touch panel electrode 50 through C _M. At this time, since the stray capacitance CP exists as an AC component of the LC resonance signal, the AC signal V _O transmitted to the touch panel electrode 50 is expressed by the following equation.

또한, AC 신호 발생부(110)의 단절로서 V_DC1가 중첩되기 때문에, 터치 패널 전극(50)에서 관찰되는 전기 신호 V_PS는, 실제로 아래의 수학식 5와 같다.In addition, since V _DC1 is superimposed as a disconnection of the AC signal generating unit 110, the electric signal V _PS observed at the touch panel electrode 50 is actually expressed by the following equation (5).

도 5에는 터치 패널 전극에서 관찰되는 전기 신호 VPS의 시간 변화를 나타낸다. 상기 스위칭부(120)는 공진 여기 AC 신호를 기설정된 설정 전달 시간동안 터치 패널 전극으로 전달한 다음에는, 상기 AC 신호 발생부(110)와의 연결을 단절시키는 것과 동시에, 공진 주파수 측정을 위하여 터치 패널 전극(50)을 필압 검출부(130)에 연결시킨다. 상기 필압 검출부(130)가 터치 패널 전극(50)에 연결되는 것에 의하여, 펜의 필압 검출을 수행하며, 이것은 결국 펜의 LC 공진 회로의 공진 주파수 측정을 위한 동작을 수행하는 것이다.FIG. 5 shows a time change of the electric signal VPS observed at the touch panel electrode. The switching unit 120 transmits the resonance excitation AC signal to the touch panel electrode for a predetermined set delivery time, disconnects the connection to the AC signal generator 110, (50) to the pressure detector (130). The pressure detection unit 130 is connected to the touch panel electrode 50 to detect the pressure of the pen, which is an operation for measuring the resonance frequency of the LC resonance circuit of the pen.

본 실시예의 필압 검출부(130)의 구성까지 상세히 도시한 도면은 도 4에 도시되어 있다.A detailed view of the configuration of the pressure-detecting portion 130 of the present embodiment is shown in Fig.

도 4를 참조하면, 본 실시예의 펜 신호 검출 수단(100)은 정전식으로 터치 위치를 검출해내기 위한 터치 패널 전극(50)에 연결되고, 상기 펜 신호 검출 수단(100)은 터치 패널 전극(50)측으로 AC 신호를 공급되도록 하거나, 터치 패널 전극(50)을 통하여 전달되는 신호를 수신받도록 하며, 이러한 선택적인 동작은 스위칭부(120)에 의하여 수행된다.4, the pen signal detecting means 100 of the present embodiment is connected to a touch panel electrode 50 for detecting the touch position electrostatically, and the pen signal detecting means 100 is connected to the touch panel electrode 50, or receives a signal transmitted through the touch panel electrode 50. This selective operation is performed by the switching unit 120. The switching unit 120 may be configured to receive the AC signal.

펜의 LC 공진 주파수가 포함된 신호가 상호 용량 C_M과 터치 패널 전극을 경유하여 필압 검출부(130)로 전달된다.The signal including the LC resonance frequency of the pen is transmitted to the pressure detection unit 130 via the capacitance C _M and the touch panel electrode.

상기 필압 검출부(130)는 수신한 신호에 포함된 주파수를 측정함으로써 펜의 필압 정도를 검출하는 역할을 수행하고, 이를 위하여 미분기(131,differentiator)와, 비교기(132, comparator)를 포함한다. 그리고, 추가적으로, 신호의 지연을 부여하는 샘플링 쉬프터(133)와, 지연된 신호로부터 해당 주파수의 값을 카운팅하기 위한 EXOR 카운터(134)을 더 포함할 수 있다. 그러나, 상기 쉬프터(133)와 카운터(134)는 소프트웨어적으로 주파수의 값을 연산하는 것이 가능하기 때문에, 다른 구성요소로 치환되는 등의 실시예의 변경은 충분히 가능하다.The pressure detector 130 detects the pressure of the pressure of the pen by measuring a frequency included in the received signal. The pressure detector 130 includes a differentiator 131 and a comparator 132 for this purpose. In addition, it may further include a sampling shifter 133 for delaying the signal and an EXOR counter 134 for counting the value of the frequency from the delayed signal. However, since the shifter 133 and the counter 134 can calculate the frequency value by software, it is possible to change the embodiment such as substituting other elements.

도 4에 도시된 바와 같이, 터치 패널 전극(50)으로부터 필압 검출부(130)로 입력되는 필압 검출 전압(V_PS)은 필압 검출부의 미분기(131)의 입력으로 입력진다. 그리고, 상기 미분기(131)의 출력 신호 V_Dif는,4, the pressure detection voltage V _PS input from the touch panel electrode 50 to the pressure detection unit 130 is input to the input of the differentiator 131 of the pressure detection unit. The output signal V _Dif of the differentiator 131,

위의 수학식 6과 같다.(6) < / RTI >

즉, 앞서 설명한 바와 같이, 미분기(131)에 의하여 DC 성분의 영향은 사라지게 되며, LC 공진 신호는 단일 주파수의 정현파이기 때문에, 당연히 미분하여도 신호 주기는 보존된다. 상기 미분기(131)의 출력 신호 V_Dif는, DC 성분이 제거된 필압 검출 전압이라 할 수 있다. 한편, 도 6에는 스타일러스 펜 회로부의 전압(V_S), 터치 패널 전극으로부터 필압 검출부(130)로 전달되는 필압 검출 전압(V_PS), 비교기(132)의 출력 전압(V_CO), 카운터(134)로 입력되는 전압(V_EX) 및 카운터(134)에 의하여 주파수가 카운팅되는 결과가 도시되어 있다.That is, as described above, the influence of the DC component is eliminated by the differentiator 131, and since the LC resonance signal is a sinusoidal wave of a single frequency, the signal cycle is preserved even if it is differentiated. The output signal V _Dif of the differentiator 131 can be regarded as the pressure detection voltage with the DC component removed. 6, the voltage V _S of the stylus pen circuit portion, the voltage detection voltage V _PS transmitted from the touch panel electrode to the pressure detection portion 130, the output voltage V _CO of the comparator 132, (V _EX ) and the result that the frequency is counted by the counter 134 are shown.

상기 미분기(131)에 의하여 DC 성분이 제거된 필압 검출 전압, 즉, V_Dif는 비교기(132)로 입력된다. 비교기(132)의 비교 기준 레벨을 AC 그라운드로 한다면, 비교기(132)의 출력은 Vs의 반주기 마다 1 또는 0으로 바뀌는 제로 크로싱 감지 디지털 신호가 된다.The voltage detection voltage, i.e., V _Dif , from which the DC component has been removed by the differentiator 131 is input to the comparator 132. If the comparison reference level of the comparator 132 is set to AC ground, the output of the comparator 132 becomes a zero-crossing detection digital signal that changes to 1 or 0 every half period of Vs.

비교기(132) 출력의 주기는 디지털 카운터(134)에서 계산하기 위해 출력 신호의 스위칭 에지를 fCNT 샘플링 클록에 동기화시킨다. 이를 위하여, f_CNT 샘플링 클록에 동기하여 신호를 쉬프트하는 쉬프터(133)를 사용할 수 있다.The period of the comparator 132 output synchronizes the switching edge of the output signal to the fCNT sampling clock for computation in the digital counter 134. For this purpose, a shifter 133 for shifting the signal in synchronization with the f _CNT sampling clock can be used.

이때, 시프터(133)는 2단 변속 구성의 시프터를 사용하여, 샘플링 신호와 1 샘플링주기 지연된 신호를 얻으며, 샘플링 클록의 주파수는 감지하려는 필압 단계의 수에 의존한다. 예를 들어, 20단계 정도로 필압을 검출하고자 하는 경우에, 공진 여기 AC 신호 주파수(예를 들면, 100KHz)의 100배의 주파수의 샘플링 클록 신호 (fCNT = 10MHz)에서 샘플링하면 된다. 왜냐하면, LC 공진 주파수(V_S 주파수)는 공진 여기 AC 신호 주파수의 -10% ~ +10% 범위 이내로 설정하기 때문에, 1%의 해상도로 주파수 차이를 알게되면, -10 ~ +10 단계의 주파수 차이를 식별할 수 있게 된다. 즉, 20 단계(정확하게는, 21 단계)의 필압을 검출해 낼 수 있다.At this time, the shifter 133 obtains a sampling signal and a signal delayed by one sampling period by using a shifter of a two-speed shifting configuration, and the frequency of the sampling clock depends on the number of pressure pressure steps to be sensed. For example, in the case of attempting to detect the pressure on the order of 20 steps, sampling may be performed at a sampling clock signal (fCNT = 10 MHz) at a frequency 100 times the resonance excitation AC signal frequency (for example, 100 KHz). Because the LC resonance frequency (V _S frequency) is set within the range of -10% to + 10% of the resonance excitation AC signal frequency, if the frequency difference is found at 1% resolution, As shown in FIG. That is, it is possible to detect the pressure of 20 steps (exactly, 21 steps).

쉬프터(133) 2개의 출력 신호의 EXOR 논리를 취하면 , 비교기(132) 출력의 0과 1 전환 에지를 검출하는 것이 가능하다. 즉, EXOR 논리 게이트의 출력은 스타일러스 펜에서 나오는 LC 공진 신호의 반주기마다 1샘플링 클록의 주기만 “1”이 되는 신호로 된다.Shifter 133 It is possible to detect the 0 and 1 transition edges of the output of the comparator 132 by taking the EXOR logic of two output signals. That is, the output of the EXOR logic gate becomes a signal which becomes "1" only for one sampling clock period per half cycle of the LC resonance signal output from the stylus pen.

f_CNT를 NOR 게이트의 어느 한쪽의 입력 단자로 제공하고, EXOR 게이트의 출력을 NOR 게이트의 다른 입력 단자로 전달하면, NOR 게이트는 EXOR 게이트 출력이 0인 때에는, f_CNT 펄스를 스루로 계속한다. 그래서, EXOR 게이트 출력의 펄스수를 카운터로 카운팅하면, 공진 여기 AC 신호의 반주기에 들어가는 샘플링 펄스로부터 1펄스만을 뺀 펄스수를 알 수 있고, 그로부터 LC 공진 신호의 반주기의 시간을 산출할 수 있다. 그 결과, 스타일러스 펜 헤드의 압력, 즉, 필압을 검출하는 것이 가능하다. 즉, 쉬프터(133)가 2단으로 구성되어, 하나는 클럭에 동기화된 신호를 출력하고, 나머지 하나는 1클럭 지연된 신호를 출력하며, 이를 통해, 입력 신호가 0에서 1로, 반대로 1에서 0으로 변화하는 타이밍을 검출할 수 있다.f _CNT is provided to one input terminal of the NOR gate and the output of the EXOR gate is transferred to the other input terminal of the NOR gate, the NOR gate continues the f _CNT pulse through the EXOR gate output when the EXOR gate output is zero. Therefore, by counting the number of pulses of the EXOR gate output by the counter, the number of pulses obtained by subtracting one pulse from the sampling pulse entering the half cycle of the resonance excitation AC signal can be found, and the time of the half cycle of the LC resonance signal can be calculated therefrom. As a result, it is possible to detect the pressure of the stylus pen head, that is, the pressure. That is, the shifter 133 is composed of two stages, one of which outputs a signal synchronized with the clock and the other of which outputs a signal of delayed by one clock, whereby the input signal is changed from 0 to 1, Can be detected.

이상 설명한 일련의 필압감지 과정에 걸리는 시간은 매우 짧다. 예를 들어, 화면의 수직 동기 신호(V-Sync)의 기간에 필압을 검출할 수 있고, 1프레임 표시 기간 동안 터치 위치 검출과 필압 검출을 연속적으로 할 수 있다.The time required for the series of pressure sensing processes described above is very short. For example, the pattern pressure can be detected during the period of the vertical synchronizing signal (V-Sync) of the screen, and the touch position detection and the pressure detection can be continuously performed for one frame display period.

또한, 스타일러스 펜의 터치 위치를 감지한 다음, 해당 펜의 필압을 검출하는 때에, 공진 여기 AC 신호를 전달하고, 펜으로부터 전달되는 필압 검출 신호를 전달받기 위한 터치 패널 전극을 일부분만 선택하는 것도 가능하다. 즉, 먼저 터치 위치 검출에 의해 얻어진 터치 위치에서 가장 가까운 2개의 RX 전극(또는 2개의 TX 전극)에만 선택적으로 공진 여기 AC 신호를 전달하고, 이들 선택된 RX 전극(또는 TX 전극)을 LC 공진 신호가 포함된 필압 검출 신호를 전달받는 라인으로 사용할 수 있다.It is also possible to select only a part of the touch panel electrode for transmitting the resonance excitation AC signal when receiving the touch pressure of the stylus pen and detecting the pressure of the pen, and for receiving the pressure detection signal transmitted from the pen Do. That is, first, a resonance excitation AC signal is selectively transmitted only to the two RX electrodes (or two TX electrodes) closest to the touch position obtained by the touch position detection, and the LC resonance signal is transmitted to the selected RX electrode And can be used as a line to receive the included pressure detection signal.

공진 여기 AC 신호를 펜 회로부(LC 공진 회로)로 공급하면, 스타일러스 펜은 항상 LC 공진 신호를 다시 터치 패널 전극으로 보내기 때문에, 본 실시예의 필압 검출을 위한 구성요소들에 의해서 터치한 대상이 손가락인지 LC 공진 회로가 구비된 펜인지 여부까지 확인하는 것이 가능하다.When the resonance excitation AC signal is supplied to the pen circuit section (LC resonance circuit), since the stylus pen always sends the LC resonance signal to the touch panel electrode again, the object to be touched by the elements for the pressure- It is possible to confirm whether or not the pen is provided with the LC resonance circuit.

한편, 도 4에 예시한 본 발명의 펜 신호 검출 수단의 구성의 다른 실시예를 살펴본다.On the other hand, another embodiment of the configuration of the pen signal detecting means of the present invention shown in Fig. 4 will be described.

예를 들어, 터치 패널의 경우, 아래에 배채된 LCD 장치와 터치 패널전극들 사이의 커플링 노이즈가 존재한다. 이 경우, 인접한 전극선에도 거의 동일한 노이즈가 발생하게 되며, 이것은 공통 모드 노이즈(또는 부유 용량)라고도 한다. 이러한 노이즈는 미분기를 통과하면서 제거되는데, 레퍼런스 레벨을 터치 패널 전극을 경유하여 미분기로 제공하면, 미분기는 2개의 입력 신호의 차이를 미분 출력하기 때문에, 2개의 입력 신호의 차분에 의해 공통 모드 노이즈가 제거될 수 있다.For example, in the case of a touch panel, coupling noise exists between the LCD device and the touch panel electrodes disposed below. In this case, almost the same noise is also generated in the adjacent electrode lines, which is also referred to as common mode noise (or stray capacitance). When the reference level is supplied to the differentiator via the touch panel electrode, the differentiator outputs the difference between the two input signals. Therefore, the difference between the two input signals makes the common mode noise Can be removed.

공통 모드 노이즈를 제거하기 위한 회로 구성이 도 6에 도시된다. 도 6은 다른 실시예의 펜 신호 검출 수단을 설명하기 위한 도면이다.A circuit configuration for eliminating common mode noise is shown in Fig. 6 is a diagram for explaining pen signal detecting means of another embodiment.

도 6에 도시된 본 발명의 펜 신호 검출장치는, 터치 패널 전극(50)을 이용하여 AC 신호를 전달하고, 상기 터치 패널 전극(50)을 통하여 전달되는 펜의 공진 신호를 수신받아 필압을 검출하는 필압 검출부(130)는 도 4에 도시된 경우와 동일하지만, 터치 패널과 다른 구성(LCD 장치)와의 커플링에 의하여 발생되는 노이즈, 즉, 부유 용량을 제거하기 위하여, 미분기(131)의 입력단자 중 하나와 연결되는 부유 용량 제공부(140)를 더 포함한다.The pen signal detecting apparatus of the present invention shown in FIG. 6 transmits an AC signal using a touch panel electrode 50, receives a resonance signal of a pen transmitted through the touch panel electrode 50, 4, in order to remove the noise, that is, the stray capacitance, generated by the coupling between the touch panel and another structure (LCD device), the input of the differentiator 131 And a stray capacitance providing unit 140 connected to one of the terminals.

상기 부유 용량 제공부(140)의 커패시턴스(C_P)는, 터치 패널에 형성되는 부유 용량의 값(C_P)과 동일한 값을 가지며, 상기 터치 패널 전극(50)을 통하여 전달되는 펜의 공진 신호가 미분기(131)의 제 1 입력단자로 입력되는 것과 함께, 부유 용량 제공부(140)를 통해서도 동일한 커패시턴스를 갖는 신호가 미분기(131)의 제 2 입력단자로 제공되도록 함으로써, 터치 패널에 형성되는 노이즈가 제거될 수 있다.The capacitance C _P of the stray capacitance providing unit 140 has the same value as the capacitance value C _P of the stray capacitance formed on the touch panel and the resonance signal of the pen transmitted through the touch panel electrode 50 A signal having the same capacitance is provided to the second input terminal of the differentiator 131 through the stray capacitance providing unit 140 as well as the first input terminal of the differentiator 131, Noise can be removed.

도 7은 또 다른 실시예의 펜 신호 검출 수단을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining pen signal detecting means of another embodiment.

도 4와 도 6에 도시되는 본 발명의 실시예들의 경우에는, 공진 여기 AC 신호를 전달하는 터치 패널의 전극선과, 스타일러스 펜으로부터 출력된 펜의 공진 신호(펜 필압신호)를 검출하기 위한 필압 검출부(130)로 전달하기 위한 터치 패널의 전극선을, 동일한 전극선을 사용하는 경우에 대해서 설명하였다.In the embodiments of the present invention shown in Figs. 4 and 6, an electrode line of a touch panel that transmits a resonance excitation AC signal, and a line pressure detector (not shown) for detecting a resonance signal (pen pressure signal) The same electrode line is used as the electrode line of the touch panel for transmitting the data to the display unit 130. [

본 발명에서 이용하는 터치 패널은, 상호 용량 방식의 터치 패널로서, 터치 우치 검출에 사용되는 전극선을 그대로 스타일러스 필압 신호 검출에도 함께 사용한다는 것은, 이미 설명한 바와 같다.It is already described that the touch panel used in the present invention is a mutually capacitive type touch panel, and the electrode line used for touch right detection is used as it is for stylus pressure signal detection as it is.

이러한 터치 패널은 터치 위치를 검출하기 위하여 전극선이 X방향(예를 들면, Tx)과 Y방향(예를 들면, Rx)으로 배치되어 있기 때문에, 본 발명에서는, 예를 들어, X방향으로 배치된 전극선을 공진 여기 AC 신호를 공급하기 위한 전극선으로 이용하고, Y방향으로 배치된 전극선을 펜 필압 신호(LC 공진 신호)를 스타일러스 펜으로부터 필압 검출부(130)로 전달하기 위한 전극선으로 이용하는 구성도 가능하다.In this touch panel, since the electrode lines are arranged in the X direction (for example, Tx) and the Y direction (for example, Rx) in order to detect the touch position, in the present invention, for example, It is also possible to use an electrode line as an electrode line for supplying a resonance excitation AC signal and an electrode line arranged in the Y direction as an electrode line for transmitting a pen pressure signal (LC resonance signal) from the stylus pen to the pressure detection part 130 .

스타일러스 펜의 헤드부는, X방향으로 배치된 전극선와의 사이에 상호 용량 C_M1이 존재하지만, 이와 동시에, Y방향으로 배치된 전극선과의 사이에도 상호 용량 C_M2가 존재하기 때문에, 동일한 상호 용량 커플링의 원리에 의해, X방향으로 배치된 전극선에서 스타일러스 펜으로 공진 여기 AC 신호가 전달될 수 있으며, Y방향으로 배치된 전극선을 개재하여 펜 필압 신호를 필압 검출부(130)로 전달하는 것 역시 가능하다.The head portion of the stylus pen has mutual capacitance C _M1 between the electrode lines arranged in the X direction and at the same time the mutual capacitance C _M2 exists between the electrode lines arranged in the Y direction, The resonance excitation AC signal can be transmitted from the electrode line arranged in the X direction to the stylus pen and the pen pressure signal can be transmitted to the pressure sensor 130 via the electrode line arranged in the Y direction .

상세히, 도 7을 참조하면, 터치 패널을 구성하는 전극선들 중에서 AC 신호 발생부(110)가 X방향으로 배치된 전극선, 예를 들면, 드라이빙 전극(Tx)(51)과 연결되고, 필압 검출부(130)는 Y방향으로 배치된 전극선, 예를 들면, 센싱 전극(Rx)(52)과 연결된다.7, among the electrode lines constituting the touch panel, the AC signal generating unit 110 is connected to an electrode line arranged in the X direction, for example, the driving electrode (Tx) 51, 130 are connected to an electrode line arranged in the Y direction, for example, a sensing electrode (Rx) 52.

그리고, 상기 AC 신호 발생부(110) 및 필압 검출부(130)를 터치 패널의 드라이빙 전극(51)과 센싱 전극(52) 각각에 선택적으로 연결되도록 하는 제 1 및 제 2 스위치(SW1,SW2)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 스위치(SW1,SW2)의 동작에 따라, 상기 AC 신호 발생부(110)가 드라이빙 전극(51)에 연결/연결해제가 이루어지고, 미분기 및 비교기를 포함하는 필압 검출부(130) 역시 센싱 전극(52)에 선택적으로 연결된다. 따라서, 도 7에 도시되어 있는 경우의 실시예는, 실제에 있어서는, 터치 위치를 판별하기 위하여 드라이빙 전극(51)으로 전압을 공급하기 위한 전압 공급 회로 내에 상기 AC 신호 발생부(110)가 마련되고, 센싱 전극(52)으로 부터 전달되는 신호를 수신하여 터치 위치를 판별하는 신호 검출 회로 내에 상기 필압 검출부(130)가 구성될 수 있다.The first and second switches SW1 and SW2 for selectively connecting the AC signal generating unit 110 and the pressure sensing unit 130 to the driving electrode 51 and the sensing electrode 52 of the touch panel, . The AC signal generating unit 110 is connected to and disconnected from the driving electrode 51 in accordance with the operation of the first and second switches SW1 and SW2 and is connected to the pressure detection unit 130 including the differentiator and the comparator. Is also selectively connected to the sensing electrode (52). Therefore, in the embodiment shown in Fig. 7, in practice, the AC signal generating unit 110 is provided in the voltage supply circuit for supplying voltage to the driving electrode 51 in order to discriminate the touch position The pressure sensing unit 130 may be configured to receive a signal transmitted from the sensing electrode 52 to determine a touch position.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 의해서, 기존의 터치 패널의 전극을 이용할 수 있으며, 펜으로 공진 여기 AC 신호가 용이하게 전달될 수 있으므로, 스타일러스 펜 내에 전원부를 별도로 구성할 필요가 없는 장점이 있다. 또한, 펜으로부터 전달되는 필압 신호(LC 공진 신호)를 이용하여 필압을 검출할 수 있어, 보다 정확한 필압의 측정이 가능한 장점이 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, the electrode of the conventional touch panel can be used, and the resonance excitation AC signal can be easily transmitted through the pen. Therefore, there is no need to separately configure the power source in the stylus pen . Further, it is possible to detect the pressure by using the pressure signal (LC resonance signal) transmitted from the pen, and it is possible to measure the pressure more accurately.

이하에서는, 터치 패널(200)을 중심으로, 스타일러스 펜(20)에 의해 가해지는 터치 위치(지점)를 검출하는 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of detecting a touch position (point) applied by the stylus pen 20 around the touch panel 200 will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 패널을 포함하는 디스플레이부를 설명하기 위한 개념도이다.8 is a conceptual diagram for explaining a display unit including a touch panel according to an embodiment of the present invention.

실시예의 이동 단말기(100)는, 위에서 설명한 것과 같이, 터치 패널(200)에 의해 외부의 전력 수신측(스타일러스 펜 등)으로 전력을 공급한다. 또한, 터치 패널(200)은 정전식으로 사용자의 손가락 또는 스타일러스 펜의 접촉 위치를 검출하기 위한 역할을 수행한다. 본 발명은, 상기와 같은 터치 패널의 동작에 의하여, 커패시터가 내장된 수신측으로 정전 용량 커플링에 의하여 전압을 전달할 수 있다.The mobile terminal 100 of the embodiment supplies power to an external power receiving side (stylus pen or the like) by the touch panel 200, as described above. In addition, the touch panel 200 functions to electrostatically detect the contact position of the user's finger or the stylus pen. According to the present invention, by the operation of the touch panel as described above, the voltage can be transferred to the receiving side where the capacitor is embedded by the capacitive coupling.

도 8을 참조하면, 실시예의 이동 단말기는, 사용자의 손가락 또는 펜의 터치를 정전(靜電,electrostatic)식으로 인식하는 터치 패널(200)과, 영상이 표시되는 표시 패널(60)과, 터치 패널(200)에 가해지는 터치 위치의 검출 및 외부로의 전력 공급이 이루어지도록 제어하는 제어부(180)를 포함한다.Referring to FIG. 8, the mobile terminal of the embodiment includes a touch panel 200 for recognizing the touch of a user's finger or pen electrostatically, a display panel 60 for displaying an image, And a control unit 180 for controlling the detection of the touch position applied to the touch panel 200 and the power supply to the outside.

상기 터치 패널(200)은 정전식 위치 검출부가 되며, 상기 터치 패널(200) 상에는 사용자 또는 펜의 터치로부터 패널을 보호하기 위한 보호 커버(40)가 더 형성될 수 있다.The touch panel 200 may be an electrostatic position detecting unit and a protective cover 40 may be further formed on the touch panel 200 to protect the panel from touches of a user or a pen.

상세히, 상기 터치 패널(200)은 정전 센서부(50)(터치 패널 전극, 예를 들어, 구동 전극(Tx) 및 센싱 전극(Rx))와, 정전 신호를 처리하기 위한 신호 수신부(130)를 포함하고, 특히, 정전 용량 커플링에 의하여 외부로 전력을 공급할 수 있도록 하는 전원 공급부(110)와 스위칭부(120)를 포함한다.In detail, the touch panel 200 includes an electrostatic sensor unit 50 (a touch panel electrode, for example, a driving electrode Tx and a sensing electrode Rx) and a signal receiving unit 130 for processing an electrostatic signal And in particular, includes a power supply unit 110 and a switching unit 120 that can supply power to the outside by capacitive coupling.

여기서, 도 3 내지 7에서 설명한 내용을 참조하면, 신호 수신부(130)는 필압 검출부(130)일 수 있으며, 전원 공급부(110)는 AC 신호 발생부(110)일 수 있다. 또한, 도 3 내지 7에서 설명한 터치 패널 전극(50)(드라이빙 전극(Tx) 및 센싱 전극(Rx))은 이하에서 정전 센서부(50)로 설명한다.3 to 7, the signal receiving unit 130 may be the pressure detection unit 130 and the power supply unit 110 may be the AC signal generating unit 110. Referring to FIG. The touch panel electrode 50 (the driving electrode Tx and the sensing electrode Rx) described in FIGS. 3 to 7 will be described below as the electrostatic sensor unit 50.

정전 센서부(50)는 ITO(Indium Tin Oxide)막과, 복수의 투명 전극이 제 1 방향과, 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 각각 배치되는 그리드(grid) 또는 매트릭스 구조의 센서로 구성되고, 스마트폰이나 태블릿PC 등의 기기의 검출 영역에서 손가락이나 펜이 터치하는 위치를 검출한다. 그리고, 상기 신호 수신부(130)는 상기 정전 센서부(50)에 의하여 획득되는 전기적인 신호를 처리하는 역할을 수행한다.The electrostatic sensor unit 50 includes an ITO (Indium Tin Oxide) film and a sensor of a grid or matrix structure in which a plurality of transparent electrodes are arranged in a first direction and in a second direction crossing the first direction, respectively And detects a position where a finger or a pen touches in a detection area of a device such as a smart phone or a tablet PC. The signal receiving unit 130 processes electrical signals obtained by the electrostatic sensor unit 50.

상기 터치 패널(200)은 손 또는 펜의 터치 위치를 검출하기 위하여 상기 전원 공급부(110)로부터 터치 패널의 전극선으로 전압을 공급하여 검출 영역을 스캐닝하고, 스캐닝된 전기 신호를 상기 신호 수신부(130)가 처리함으로써, 제어부(180)는 사용자의 손가락 또는 펜의 터치 위치를 검출할 수 있다.The touch panel 200 scans a detection area by supplying a voltage from the power supply unit 110 to an electrode line of a touch panel to detect a touch position of a hand or a pen and transmits the scanned electric signal to the signal receiving unit 130. [ The control unit 180 can detect the touch position of the user's finger or the pen.

특히, 본 실시예에서는, 용량 커플링을 발생시켜 외부로 전력을 공급하기 위하여 상기 전원 공급부(110)가 복수의 소스로 이루어지고, 상기 전원 공급부(110)를 구성하는 복수의 전압원 들 중 상기 정전 센서부(50)와 연결되는 전압원을 선택할 수 있는 스위칭부(120)를 더 포함한다.Particularly, in this embodiment, the power supply unit 110 includes a plurality of sources for generating capacitive coupling to supply power to the outside, and among the plurality of voltage sources constituting the power supply unit 110, And a switching unit 120 for selecting a voltage source connected to the sensor unit 50.

상기 정전 센서부, 즉, 실시예의 터치 패널을 통하여 터치 위치를 검출하는 것과 함께, 용량 커플링에 의한 무선 전력 전달의 구성에 대해서는 첨부되는 도면과 함께 아래에서 좀 더 자세히 살펴보기로 한다.The configuration of the wireless power transmission by capacitive coupling, as well as detecting the touch position through the electrostatic sensor unit, i.e., the touch panel of the embodiment, will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings.

한편, 본 실시예에서는 정전 용량 방식(정전식)에 의한 터치 위치 검출이 개시되고 있으나, 정전식 이외의 다른 방식에 의한 손가락 또는 펜의 위치를 검출하는 것도 가능할 것이다. 예를 들면, 저항막 방식, 광학 방식, 초음파 방식 등의 알려진 다양한 방식이 상기 터치 패널(200)을 대신할 수 있을 것이다.On the other hand, in this embodiment, the touch position detection by the electrostatic capacitance type (electrostatic type) is started, but it is also possible to detect the position of the finger or the pen by a method other than the electrostatic type. For example, various known methods such as a resistance film type, an optical type, and an ultrasonic type may be substituted for the touch panel 200.

상기 정전 센서부(50) 하측에는 표시 패널(60)가 위치하며, 이 표시 패널(60)은 LCD, OLED 등의 다양한 디스플레이 기기가 될 수 있다. 그리고, 상기 표시 패널(60)로 비디오 신호를 전달하기 위한 표시 구동 회로(62)가 구비될 수 있으며, 제어부(180)의 제어에 따라 영상의 표시 및 터치에 의한 화면구동이 이루어지도록 한다.A display panel 60 is positioned below the electrostatic sensor unit 50. The display panel 60 may be a variety of display devices such as an LCD and an OLED. A display driving circuit 62 for transmitting a video signal to the display panel 60 may be provided, and the display of the image and the driving of the screen by the touch are controlled under the control of the controller 180.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 패널의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.9 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a touch panel according to an embodiment of the present invention.

도 10은 제1 실시 예에 따른 터치 패널을 통하여 전기 신호를 공급하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.10 is a flowchart for explaining a method of supplying an electric signal through the touch panel according to the first embodiment.

먼저, 도 9에는 그림을 단순화하기 위해 터치 패널에 설치되는 전극 라인의 개수는 수직과 수평 방향으로 각각 4 개씩 도시되어 있다.First, in FIG. 9, the number of electrode lines installed on the touch panel is four in each of the vertical and horizontal directions to simplify the drawing.

터치 패널에는 그리드 또는 매트릭스 형태로 배치된 복수의 구동 전극(TX)과 센싱 전극(RX)이 구비되고, 도 9에는 구동 전극(TX)과 센싱 전극(RX) 각각이 수평과 수직 방향으로 배치되어 있다.A plurality of driving electrodes TX and sensing electrodes RX arranged in a grid or matrix form are provided on the touch panel and a driving electrode TX and a sensing electrode RX are arranged horizontally and vertically in FIG. have.

이하에서는 구동 전극(Tx)을 구성하는 전극선들을 Tx라인이라고 하고, 센싱 전극(Rx)를 구성하는 전극선들을 Rx라인이라고 한다.Hereinafter, the electrode lines constituting the driving electrode Tx are referred to as a Tx line, and the electrode lines constituting the sensing electrode Rx are referred to as an Rx line.

그리고, 수직과 수평으로 배치되는 전극선(RX1 ~ RX4 및 TX1 ~ TX4)은 스위칭부(120)의 제 1 스위치(S1)와 제 2 스위치(S2)에 연결된다. 그리고, 상기 제 1 스위치(S1)는 복수의 전압원(V1, V2)과 연결되어 있는 제 3 스위치(S3)와 연결되고, 제 2 스위치(S2)는 신호 수신부(130)와 연결되어 있는 제 4 스위치(S4)에 연결된다. 제 4 스위치(S4)는 터치 패널의 Rx 라인을 선택적으로 신호 수신부를 구성하는 아날로그 증폭기의 입력단자에 연결되도록 하거나, 상기 RX 라인을 교류 전압을 발생시키는 제 2 전압원(V2)에 연결되도록 한다.The electrode lines RX1 to RX4 and TX1 to TX4 arranged vertically and horizontally are connected to the first switch S1 and the second switch S2 of the switching unit 120, respectively. The first switch S1 is connected to the third switch S3 connected to the plurality of voltage sources V1 and V2 and the second switch S2 is connected to the signal receiving unit 130, And is connected to the switch S4. The fourth switch S4 selectively connects the Rx line of the touch panel to the input terminal of the analog amplifier constituting the signal receiving unit or connects the RX line to the second voltage source V2 that generates the AC voltage.

그리고, 선택적으로 상기 아날로그 증폭기의 입력단 모두에 Vref 전원이 인가되도록 하여, 상기 아날로그 증폭기의 동작을 안정화하는 역할을 수행하는 제 5 스위치(S5)를 더 포함한다.And a fifth switch S5 for selectively applying Vref power to all the input terminals of the analog amplifier to stabilize the operation of the analog amplifier.

여기서, 상기 제 1 스위치(S1) 및 제 2 스위치(S2)는 주소 디코더로서, XY 주소의 조합에 따라 스위치를 온/오프하는 역할을 수행한다. 예를 들어 X전극선의 주소 1개 조합에 대해서는, 선택하는 스위치가 하나이지만, 본 발명의 디코더 선택하는 스위치가 2개가 된다. 이것에 대해서는 좀 더 자세하게 후술하기로 한다.Here, the first switch S1 and the second switch S2 are address decoders and serve to turn on / off a switch in accordance with a combination of X and Y addresses. For example, with respect to a combination of one address of the X electrode line, there is one switch to be selected, but two switches to select the decoder of the present invention. This is discussed in more detail below.

한편, 상기 제 3 내지 제 5 스위치(S3 ~ S5)는 상기 제어부(180)에서 발생시킨 신호에 의하여 각 스위치를 1개 선택하는 스위치 장치이다. 즉, 제 3 스위치(S3)는 터치 패널의 TX라인들을 선택적으로 제 1 전압원(V1) 또는 제 2 전압원(V2) 또는 아날로그 증폭기의 입력단에 연결되도록 스위칭한다. 즉, 제 3 스위치(S3)에 의하여 터치 패널의 Tx 전극라인들이, 터치 좌표 인식을 위한 표면파로서 Tx라인들로 전압을 제공하기 위한 제 1 전압원(V1)에 연결되거나, 터치 패널과 스타일러스 펜 사이의 정전 용량 커플링이 발생하도록 교류 전압을 Tx 및 Rx 라인들로 제공하기 위한 제 2 전압원(V2)에 연결되거나, 신호 수신부의 일 구성요소인 아날로그 증폭기의 입력단에 연결되도록 한다.The third to fifth switches S3 to S5 are switches for selecting one of the switches according to a signal generated by the controller 180. [ That is, the third switch S3 selectively connects the TX lines of the touch panel to the first voltage source V1 or the second voltage source V2 or the input terminal of the analog amplifier. That is, the Tx electrode lines of the touch panel by the third switch S3 are connected to the first voltage source V1 for supplying the voltage to the Tx lines as surface waves for touch coordinate recognition, or between the touch panel and the stylus pen To the second voltage source (V2) for providing the AC voltage to the Tx and Rx lines so as to cause the capacitive coupling of the signal amplifier, or to the input of the analog amplifier which is one component of the signal receiver.

그리고, 제 4 스위치(S4)는 터치 패널의 RX 라인들이 선택적으로 아날로그 증폭기의 입력단에 연결되도록 하거나, 제 2 전압원(V2)에 연결되도록 스위칭한다.The fourth switch S4 switches the RX lines of the touch panel to be connected to the input terminal of the analog amplifier or to be connected to the second voltage source V2.

상기 제 1 전압원(V1)은 TX 라인 드라이브 펄스 발생기로서, 기존의 터치 패널에서와 같은 Tx 드라이브 회로에 대응된다. TX 라인으로 제 1 전압원의 V1을 인가하여 스캔하고, Rx 라인으로부터 출력되는 신호를 아날로그 증폭기의 입력단으로 전달받아, 터치 위치의 X 및 Y 좌표를 검출하는 것은 알려진 바와 같은 터치 센싱 회로와 동일하다.The first voltage source V1 is a TX line drive pulse generator and corresponds to a Tx drive circuit as in the conventional touch panel. The first voltage source V1 is applied to the TX line to scan and the signal output from the Rx line is transferred to the input terminal of the analog amplifier to detect the X and Y coordinates of the touch position.

Amp는 터치 신호 전압을 증폭하여 읽어들이는 아날로그 증폭기이며, 기존의 터치 패널에서 마련되는 아날로그 증폭기와 같다.Amp is an analog amplifier that amplifies and reads the touch signal voltage, and is the same as the analog amplifier provided in the conventional touch panel.

특히, 앞서 기재한 바와 같이, 제 2 전압원(V2)은 스타일러스 펜으로 전력을 전달할 때에 사용되는 전원이다.In particular, as described above, the second voltage source V2 is a power source used when power is transmitted to the stylus pen.

도 9에는 정전식으로 그 터치 위치를 검출할 수 있는 스타일러스 펜 전체가 도시되어 있지 아니하고, 터치 패널의 접촉 부분만이 원으로 도시되어 있다. 본 실시예에 따라 터치 패널과 스타일러스 펜 사이에 정전 용량 커플링에 의하여 스타일러스 펜이 전력을 공급받고, 공급받은 전력을 저장하기 위하여, 상기 스타일러스 펜은 LC 회로를 포함한다.Fig. 9 does not show the entire stylus pen capable of detecting the touch position electrostatically, only the contact portion of the touch panel is shown as a circle. According to the present embodiment, the stylus pen includes an LC circuit in order to supply power to the stylus pen by electrostatic coupling between the touch panel and the stylus pen and to store the supplied power.

즉, 도 9에는 정전 용량 커플링이 발생되는 회로 구성이 도시되어 있으며, 터치 패널의 송신측 회로(50)와, 스타일러스 펜의 수신측 회로(22)를 포함한다. 따라서, 용량 커플링에 의해서 전달되는 전력이 스타일러스 펜 내부의 LC 회로에 저장된다. 터치 패널의 송신측 회로를 간단히 표시하면, 터치 패널 전극은 전원 공급부의 전압(V2)과 함께 R_P 및 C_P를 포함하고, R_P와 C_P 각각은 터치 패널 측의 투명전극선(TX라인, RX 라인)의 저항 성분과 부유 용량 성분을 나타낸다. 스타일러스 펜(20)에 구비된 LC 회로(22)는 그 회로의 공진 주파수와 같은 주파수로 진동하는 전기 에너지가 외부로부터 전달되면, 공진을 시작한다. 보통의 경우라면, 전기 에너지는 소비되어 버리지만, 공진 상태에서는 에너지 소비가 제로가 된다. 즉, 공진 상태에서 외부로부터 전달되는 에너지는 스타일러스 펜의 LC 사이에 갇혀 L과 C 사이를 오가며 공진 상태가 지속된다.9 shows a circuit configuration in which a capacitive coupling is generated, and includes a transmitting-side circuit 50 of the touch panel and a receiving-side circuit 22 of the stylus pen. Thus, the power delivered by the capacitive coupling is stored in the LC circuit inside the stylus pen. Briefly display the transmission side circuit of a touch panel, a touch panel electrode comprises an R _P and C _P with the voltage (V2) of the power supply and, R _P and C _P each of the transparent electrode lines on the touch panel side (TX line, RX line) and the stray capacitance component. The LC circuit 22 provided in the stylus pen 20 starts resonance when electric energy that vibrates at a frequency equal to the resonance frequency of the circuit is transmitted from the outside. In the normal case, the electric energy is consumed, but in the resonance state, the energy consumption becomes zero. That is, in the resonance state, the energy transmitted from the outside is trapped between the LCs of the stylus pen, and the resonance state continues between L and C.

도 10을 참조하여 터치 패널에서 수전측에 해당하는 스타일러스 펜에 전원을 공급하는 방법을 자세히 설명하여 본다. 그리고, 도 10의 설명과 함께, 도 11 내지 도 13에 도시된 터치 패널의 동작도 설명한다.Referring to FIG. 10, a method of supplying power to the stylus pen corresponding to the power receiving side in the touch panel will be described in detail. In addition to the description of Fig. 10, the operation of the touch panel shown in Figs. 11 to 13 will be described.

전력을 공급받게 되는 스타일러스 펜은 공진 상태에서 전기 에너지를 보유하고 있으며, 전력을 제공하는 터치 패널로부터의 전원 공급이 중단되면 유지하고 있던 전기 에너지가 터치 패널을 향하여 다시 전달된다. 이때, 스타일러스 펜으로부터 전달되는 전기 에너지를 터치 패널에서는 전기 신호로 수신하고, 터치 패널 및 제어부에서는 수신된 전기 신호의 주파수를 분석함으로써, 스타일러스 펜의 필기 압력(필압이라고 할 수 있으며, 사용자가 펜에 가하는 압력)을 검출하는 것이 가능하다(이와 관련된 내용은, 도 3 내지 도 7에서 설명한 내용으로 갈음한다).The stylus pen, which is supplied with electric power, has electric energy in the resonance state, and when the power supply from the touch panel for supplying electric power is stopped, the electric energy which is held is transmitted again toward the touch panel. At this time, the electric energy transmitted from the stylus pen is received as an electric signal in the touch panel, and the frequency of the electric signal received in the touch panel and the control unit is analyzed to determine the writing pressure of the stylus pen (The contents of which are replaced with the contents described in Figs. 3 to 7).

스위칭부(120)를 구성하는 제 1 내지 제 5의 스위치들은 터치 패널의 모드에 따라 제어부(180)에 의하여 그 동작이 제어되며, 예를 들면, 터치 위치의 정전식 검출 모드에서와 외부로의 전력 전송 모드에서에서 TX 라인과 RX 라인들 각각이 다른 구성 요소에 연결되도록 제어된다.The operation of the first to fifth switches constituting the switching unit 120 is controlled by the control unit 180 according to the mode of the touch panel. For example, in the electrostatic detection mode of the touch position, In the power transfer mode, each of the TX and RX lines is controlled to be connected to the other component.

먼저, 실시예에 따라 터치 패널의 정전 센서부를 구성하는 TX라인과 RX라인의 스캐닝을 통한 터치의 센싱이 이루어지고(S101), 터치된 위치의 XY좌표를 검출(S102)과정이 수행된다.First, according to the embodiment, the touch sensing is performed by scanning the TX line and the RX line constituting the electrostatic sensor unit of the touch panel (S101), and the XY coordinate of the touched position is detected (S102).

이러한 터치 위치의 인식 과정에서는 터치 패널(200)이 일반적인 터치 패널과 같이 라인 스캐닝을 통한 전압 공급 및, 출력 신호 확인이 이루어지며, 도 11에 도시된 바와 같이 스위칭부가 동작된다.In the process of recognizing the touch position, the touch panel 200 performs the voltage supply and the output signal confirmation through the line scanning as in the general touch panel, and the switching unit is operated as shown in FIG.

즉, 제 1 스위치(S1)와 제 2 스위치(S2)는, 도시되어 있지는 않지만, 제어부(180)의 제어에 따라 순차적으로 연결될 것이며, 제 3 스위치(S3)는 터치 패널의 TX 라인을 펄스 신호를 발생시키는 제 1 전압원(V1)에 연결시킨다. 그리고, 제 4 스위치(S4)는 디코더에 대응되는 제 2 스위치(S2)에서 선택되는 RX 신호를 아날로그 증폭기(Amp)의 한쪽 입력단자로 연결시킨다. 간단히, 제 3 스위치(S3)의 스위칭에 의하여 펄스 신호 발생기인 제 1 전압원이 TX 라인으로 연결되고, 제 4 스위치(S4)의 스위칭에 의하여 RX 라인은 아날로그 증폭기(Amp)의 입력단자에 연결된다.That is, the first switch S1 and the second switch S2 are sequentially connected under the control of the control unit 180, although not shown, and the third switch S3 connects the TX line of the touch panel to the pulse signal To the first voltage source (V1). The fourth switch S4 connects the RX signal selected by the second switch S2 corresponding to the decoder to one input terminal of the analog amplifier Amp. The first voltage source, which is a pulse signal generator, is connected to the TX line by the switching of the third switch S3, and the RX line is connected to the input terminal of the analog amplifier Amp by the switching of the fourth switch S4 .

그리고, 제 5 스위치(S5)는 상기 아날로그 증폭기(Amp)에 의한 RX라인의 출력 신호를 증폭할 수 있도록 상기 아날로그 증폭기의 다른 입력단자에는 레퍼런스 신호(Vref)가 연결되도록 한다.The fifth switch S5 connects the reference signal Vref to the other input terminal of the analog amplifier so that the output signal of the RX line by the analog amplifier Amp can be amplified.

상기 제 3 내지 제 5 스위치에 의한 TX 라인과 제 1 전압원의 연결, RX 라인과 아날로그 증폭기의 입력단자와의 연결 및 아날로그 증폭기의 다른 입력 단자에의 레퍼런스 신호 연결은, 일반적인 터치 위치 감지 회로 구성과 동일하므로 터치 위치 검출에 관한 자세한 동작의 설명은 생략한다.The connection of the TX line to the first voltage source by the third to fifth switches, the connection of the RX line to the input terminal of the analog amplifier, and the connection of the reference signal to the other input terminal of the analog amplifier, The description of the detailed operation of touch position detection will be omitted.

이와 같은 스위칭부의 스위칭에 따라, 터치 패널에 터치된 손 또는 펜의 위치를 정전식으로 검출하는 것이 가능하다. 터치 위치의 XY 좌표가 검출된 다음에는, 터치 좌표와 가장 인접한 TX 라인과 RX 라인을 선택하는 동작이 수행된다(S103).With the switching of the switching unit, it is possible to electrostatically detect the position of a hand or a pen touched on the touch panel. After the XY coordinate of the touch position is detected, an operation of selecting the TX line and the RX line closest to the touch coordinates is performed (S103).

즉, 검출된 터치 위치의 XY 좌표 정보에 따라 해당 터치 위치에 가장 가까운 2개의 TX 라인 및 2개의 RX 라인을 선택한다. 도 3이나 도 5와 같은 경우에는, TX1, TX2 및 RX1, RX2가 그 전극선에 해당한다.That is, two TX lines and two RX lines closest to the touch position are selected according to the XY coordinate information of the detected touch position. In the case of FIG. 3 or FIG. 5, TX1, TX2 and RX1 and RX2 correspond to the electrode lines.

그 다음, 선택된 4개의 전극 라인 즉, TX1, TX2, RX1 및 RX2으로 전력을 공급하는 과정이 수행된다(S104).Then, power is supplied to the selected four electrode lines, that is, TX1, TX2, RX1, and RX2 (S104).

도 12에는 2개의 TX 라인과 2개의 RX 라인으로 전력을 공급하는 때의 스위칭부의 스위칭 상태가 도시되어 있다.12 shows the switching state of the switching unit when power is supplied to two TX lines and two RX lines.

먼저, 제 1 스위치(S1)는 전력 공급 라인으로 선정된 2개의 TX 라인을 제 3 스위치(S3)측에 연결시킨다. 그리고, 제 2 스위치(S2)는 전력 공급 라인으로 선정된 2개의 RX 라인을 제 4 스위치(S4)측에 연결시킨다.First, the first switch S1 connects the two TX lines selected as the power supply line to the third switch S3 side. The second switch S2 connects the two RX lines selected as the power supply line to the fourth switch S4 side.

그리고, 상기 제 3 스위치(S3)는 제 1 스위치(S1)에 의하여 연결된 2개의 TX라인이 교류 전압을 발생시키는 제 2 전압원(V2)에 연결되도록 한다. 그리고, 상기 제 4 스위치(S4)는 터치 패널의 RX 라인 역시 상기 제 2 전압원(V2)에 연결되도록 스위칭하여, 상기 제 2 전압원(V2)으로부터 전달되는 교류 전압은 상기 제 1 및 제 3 스위치를 통하여 TX 라인으로 전달되는 것과 함께, 제 2 및 제 4 스위치를 통하여 RX 라인으로도 전달될 수 있다.The third switch S3 connects two TX lines connected by the first switch S1 to a second voltage source V2 that generates an AC voltage. The fourth switch S4 switches the RX line of the touch panel to be connected to the second voltage source V2 so that the AC voltage delivered from the second voltage source V2 is supplied to the first and third switches Lt; RTI ID = 0.0 > RX < / RTI >

그리고, 외부의 스타일러스 펜 측으로 전력을 공급하는 단계에서는, 아날로그 증폭기의 동작이 필요하지 않으므로, 상기 제 5 스위치(S5)는 아날로그 증폭기의 두 입력단이 모두 레퍼런스 신호를 제공받도록 스위칭하여, 아날로그 증폭기의 동작을 안정화시킨다. 즉, 도 12에 도시된 바와 같이, 레퍼런스 신호(Vref)가 아날로그 증폭기(Amp)의 양 입력 단자로 함께 제공된다.Since the operation of the analog amplifier is not required in the step of supplying power to the external stylus pen side, the fifth switch S5 switches both the input terminals of the analog amplifier to receive the reference signal, . That is, as shown in Fig. 12, the reference signal Vref is provided together with both input terminals of the analog amplifier Amp.

이러한 전력 전송 모드에서는, 터치 패널의 TX 라인과 RX 라인으로 V2의 교류 전압이 인가되고, TX 라인과 RX 라인들 자체가 갖는 저항과 커패시턴스가 Rp 및 Cp를 갖게 됨으로써, 도 14에 도시된 바와 같은 용량 커플링에서의 전송측 구성이 형성된다.In this power transmission mode, the AC voltage of V2 is applied to the TX line and the RX line of the touch panel, and the resistance and the capacitance of the TX line and the RX lines themselves have Rp and Cp, The transmission side configuration in the capacitive coupling is formed.

여기서, 본 발명의 제 1 실시예에 의하여 정전식으로 터치 위치를 검출한 곳에서 가장 가까운 2개의 TX 라인과 2개의 RX 라인을 선택하고, 그 4개의 전극 라인으로 동일한 AC 전압을 공급하는 이유를 설명하여 본다.Here, the reason why the two nearest TX lines and two RX lines are selected in the place where the touch position is electrostatically detected according to the first embodiment of the present invention, and the same AC voltage is supplied to the four electrode lines Explain it.

본 발명의 전력 공급 원리는 정전 용량 커플링을 이용하여 전자기 에너지를 공급하는 방법이다. 발생하는 전자파의 파장에 비해 용량 커플링을 형성하는 커패시터 Cm의 전극 사이의 거리는 매우 짧다. 그런 경우 전기장은 정전기장(靜電場)과 유사하다. 그래서 전기량 중 하나인 커패시턴스(정전 용량)를 정의할 수 있고, 회로의 동작 분석에 통상의 교류 이론이 적용될 수 있다. Cm는 송전측의 전극 라인(터치 패널)과 수전측(스타일러스 펜)의 전극 사이에 형성되는 상호 용량이다.The power supply principle of the present invention is a method of supplying electromagnetic energy using a capacitive coupling. The distance between the electrodes of the capacitor Cm forming the capacitive coupling with respect to the wavelength of the generated electromagnetic wave is very short. In such a case, the electric field is similar to a static field. Therefore, capacitance (electrostatic capacity), which is one of electric quantities, can be defined, and normal AC theory can be applied to the operation analysis of a circuit. Cm is the mutual capacitance formed between the electrodes on the power transmission side (touch panel) and the electrodes on the power reception side (stylus pen).

송전측의 전극 라인 1개에만 주목하는 경우, 예를 들면, TX1에 주목하는 경우에, 수전측의 전극의 중심 위치가 TX1의 중심 라인상에 있다고 가정하여 본다. 이때, 수전측의 전극과 TX1 사이의 상호 용량 Cm_TX1은 최대가 된다. 그러나, 수전측의 전극의 중심이 TX1의 중심 라인으로부터 TX2 방향으로 이동해 가는 것에 의하여 Cm_TX1의 값은 점차 감소해간다. 감소한 커패시턴스 값은 TX2와 수전측의 전극 사이의 상호 용량 Cm_TX2가 된다. 따라서, TX1과 수전측의 전극 사이의 상호 용량과, TX2와 수전측의 전극 사이의 상호 용량을 더하면, 수전측의 전극이 TX1과 TX2 사이의 어디에 있어도 결국 전체의 상호 용량은 일정하게 유지된다(한편, 도 17 내지 29에서 설명하겠지만, 상기 상호 용량은 스타일러스 펜을 구성하는 펜 팁이 기울어지는 정도에 따라 변경될 수도 있음에 유의하여야 한다).When attention is paid to only one electrode line on the power transmission side, for example, when attention is paid to TX1, it is assumed that the center position of the electrode on the power reception side is on the center line of TX1. At this time, mutual capacitance Cm_TX1 between the electrode on the power reception side and TX1 becomes maximum. However, as the center of the electrode on the receiving side moves from the center line of TX1 to the TX2 direction, the value of Cm_TX1 gradually decreases. The reduced capacitance value becomes the mutual capacitance Cm_TX2 between TX2 and the electrode on the receiving side. Thus, by adding the mutual capacitance between TX1 and the electrode on the receiving side and the mutual capacitance between TX2 and the electrode on the receiving side, the mutual capacitance of the whole remains constant regardless of where the electrode on the receiving side lies between TX1 and TX2 17 to 29, it should be noted that the mutual capacitance may vary depending on the degree of tilting of the pen tip constituting the stylus pen).

이러한 전체 상호 용량의 일정한 유지는, RX1과 RX2에 대해서도 마찬가지이다. 즉, 수전측의 전극의 중심 위치가 RX1의 중심 라인 상에 있는 경우에, 수전측의 전극과 RX1 사이의 상호 용량 Cm_RX1은 최대가 된다.The same holds for the total mutual capacitance for RX1 and RX2. That is, when the center position of the electrode on the receiving side is on the center line of RX1, the mutual capacitance Cm_RX1 between the electrode on the receiving side and RX1 is maximized.

따라서, 수전측의 전극 중심이 TX1, TX2, RX1, 및 RX2 로 둘어싸인 범위 내에 있는 경우에, 그 4개의 전극 라인으로 동일한 AC 전압을 인가하게 되면, 수전측의 전극의 위치가 어디에 있다하더라도, 전송측과 수전측 사이의 상호 용량은 일정하게 유지된다. 즉, 상호 용량의 변화는 고려하지 않아도 때문에, 전기 에너지 전송 조건이 일정하게 되고, 결국 터치 패널의 RX 라인과 TX 라인을 이용한 무선 전력 전송의 제어가 용이하게 이루어질 수 있는 것이다.Therefore, when the same AC voltage is applied to the four electrode lines in the case where the center of the electrode on the power receiving side is within the range surrounded by TX1, TX2, RX1, and RX2, The mutual capacity between the transmission side and the reception side is kept constant. That is, since the change of the mutual capacitance is not considered, the electric energy transmission condition becomes constant, and the control of the wireless power transmission using the RX line and the TX line of the touch panel can be easily performed.

다음으로, 전력 공급 원리를 자세히 설명하여 본다.Next, the power supply principle will be described in detail.

TX1, TX2, RX1, 및 RX2 의 4개의 전극 라인으로 동일한 AC 전압을 공급하게 되지만, 보다 쉬운 설명을 위하여 이들을 한꺼번에 1개의 전극 라인으로 표시한 등가 전기 회로인 도 14를 참조하여 설명한다.The same AC voltage is supplied to the four electrode lines TX1, TX2, RX1, and RX2. For the sake of simplicity, the equivalent electric circuit will be described with reference to FIG.

도시되진 않았지만, 터치 패널 전극(50)에 도시된 저항 값을 Rp라 한다.Although not shown, the resistance value shown in the touch panel electrode 50 is referred to as Rp.

저항 R과 커패시턴스 C는 전극 라인 4 개를 등가로 표시한 것이기 때문에, Rp는 각 라인마다 저항의 1/4, Cp는 각 라인마다 용량의 4배의 값을 가질 것이다.Since the resistance R and the capacitance C are equivalent to four electrode lines, Rp will have a value of 1/4 of the resistance for each line, and Cp will have a value four times the capacitance for each line.

잘 알려진 바와 같이, 이러한 RC 회로는 저역 통과 필터로 동작한다. 즉, 낮은 주파수의 신호 감쇠없이 전파하지만, 고주파의 경우에는 감쇠가 발생된다.As is well known, this RC circuit operates as a low-pass filter. That is, it propagates without signal attenuation of low frequency, but attenuation occurs in case of high frequency.

감쇠가 현저해지기 시작하는 주파수는 컷오프 주파수(전압이-3dB 감쇠, 즉 30% 다운)라고 하며, RC 회로에서는,The frequency at which attenuation begins to become noticeable is called the cutoff frequency (the voltage is -3dB attenuation, or 30% down), and in the RC circuit,

로 주어진다..

그리고, 본 발명에서는 AC 전원인 V2의 주파수 f_S는 이러한 컷오프 주파수 이하의 주파수 전원으로 사용한다. 즉, 본 발명의 AC 전원(V2)은In the present invention, the frequency f _S of the AC power source V2 is used as a frequency power source below this cutoff frequency. That is, the AC power source V2 of the present invention

의 수학식을 만족하는 주파수를 사용한다.The frequency satisfying the following equation is used.

본 발명에서는, 위의 수학식 8에 해당하는 주파수가 회로를 동작시키는 주파수의 상한이 되는 것이다.In the present invention, the frequency corresponding to Equation (8) becomes the upper limit of the frequency at which the circuit operates.

송전측은 정전 용량 커플링에 의해서 전기 에너지를 수전측에는 전송한다. 그리고, 수전측은 전달받은 전기 에너지를 LC 회로에 축적한다. LC 회로는 전기 에너지가 외부로부터 전달되면 에너지 소비를 제로로 하는 것과 같이 공진을 시작한다.The transmission side transmits the electric energy to the receiving side by the capacitive coupling. Then, the receiver side stores the received electric energy in the LC circuit. The LC circuit starts to resonate as if electrical energy is transmitted from the outside to zero energy consumption.

즉, 수전측의 LC 회로가 공진 상태가 되면, 외부에서 주어진 전기 에너지는 LC 회로에 갇혀있다. 그리고, 전기 에너지는 L과 C 사이에 에너지 손실없이 진동왕복하기 때문에 공진 상태가 지속된다. 다만, 실제에 있어서는, 저항 성분이 존재하기 때문에 에너지는 저항에 의하여 서서히 소비되며, 그 결과 진동 에너지의 진폭은 감쇄하여 곧 소멸된다.That is, when the LC circuit on the receiving side becomes a resonant state, the external electric energy is trapped in the LC circuit. Then, the resonance state continues because the electric energy oscillates and reciprocates between L and C without energy loss. In practice, however, energy is slowly consumed by resistance due to the presence of a resistive component, and as a result, the amplitude of the vibration energy attenuates and soon disappears.

본 발명의 경우, 전기 에너지는 터치 패널 측에 설치한 AC 전원에서 항상 공급되기 때문에, 터치 패널 측에서 에너지를 계속 공급하는 한 스타일러스 펜의 LC 회로는 공진 상태를 이어나갈 수 있다. 다만, 터치 패널 측에서 에너지를 공급하는 것을 계속해서 LC 회로가 끝없이 에너지를 축적하는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 정전 용량 커플링 구성의 경우, 송전측의 전압 진폭과 수전측의 LC 회로의 전압 진폭이 같아지면, 그 이상은 에너지를 수전측으로 보낼 수 없게 된다. 즉, 커플링 커패시턴스의 양 단자 전압이 같을 때 에너지 공급은 멈추고 평형 상태가 된다.In the case of the present invention, since the electric energy is always supplied from the AC power source provided on the touch panel side, the LC circuit of the stylus pen can continue the resonance state as long as the energy is continuously supplied from the touch panel side. However, the LC circuit does not accumulate energy endlessly by continuously supplying energy from the touch panel side. For example, in the case of the capacitive coupling configuration of the present invention, if the voltage amplitude on the power transmission side and the voltage amplitude of the LC circuit on the power reception side become equal, the energy can not be transmitted to the power reception side. That is, when both terminal voltages of the coupling capacitances are equal, the energy supply stops and becomes equilibrium.

LC 회로의 공진 주파수와 일치하는 주파수로 송전측에서 전기 에너지를 공급하게 되면, LC 회로에 전기 에너지를 효율적으로 축적시킬 수 있다.When electric power is supplied from the power transmission side at a frequency coinciding with the resonance frequency of the LC circuit, electric energy can be efficiently accumulated in the LC circuit.

즉, In other words,

송전측에서 수학식 9의 주파수로 전기 에너지를 공급하면, LC 회로에 전기 에너지를 효율적으로 축적시킬 수 있다.When electric energy is supplied at the transmission side at the frequency of Equation (9), electric energy can be efficiently accumulated in the LC circuit.

보다 더 많은 전기 에너지를 LC 회로에 축적시키기 위해서는, LC 회로의 용량 성분 C_S 을 크게 하면 된다. 그러나, C_S값을 너무 크게하면 LC 공진 회로가 평형 상태에 도달할 때까지의 시간이 길어진다. 반면에, C_S값이 너무 작으면, 다음 단계 인 수전측에서 상호 용량 Cm을 통해 송전측에 신호를 보내도 단시간에 아날로그 증폭기가 읽을 수 있는 신호의 범위보다 더 작게 감쇄해버리기 때문에, 아날로그 증폭기에서의 신호 검출이 어려워질 수 있다. 따라서, 추후에 수신측인 펜으로부터 전송측인 터치 패널로 신호를 보내는 경우에, 아날로그 증폭기가 안정적으로 신호를 감지할 수 있는 시간을 확보할 수 있는 C_S 값을 설정할 필요가 있다. 이러한 C_S의 값은 사용하는 터치 패널의 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있을 것이다.In order to store more electric energy in the LC circuit, the capacitance component C _S of the LC circuit may be increased. However, the C _S is too large the time until the LC resonance circuit reaches a steady state becomes longer. On the other hand, as also sends a signal to the transmission side through mutual capacitance Cm in If C _S value is too small, the next step, the receiving-side dumping to a smaller attenuation than the range of signals that may be an analog amplifier to read in a short time, an analog amplifier It may be difficult to detect a signal in the signal. Therefore, when a signal is transmitted from the receiving pen to the touch panel, which is the transmitting side, it is necessary to set a value of C _S that can secure a time for the analog amplifier to stably detect the signal. The value of C _S may be variously changed depending on the environment of the touch panel to be used.

도 10에 도시된 흐름도를 다시 참조하여 다음 과정을 설명하여 본다.Referring back to the flowchart shown in FIG. 10, the following procedure will be described.

선택되는 TX 라인과 RX 라인으로 교류 전압을 인가함으로써, 정전 용량 커플링에 의한 전력 전송이 이루어진 다음에는, 상기 터치 패널(200)은 수전 측인 스타일러스 펜에서 전송하는 신호를 수신한다(S105). 즉, 수전측인 스타일러스 펜은 송전측의 터치 패널로 전기 신호를 전송한다.After the power transmission by the capacitive coupling is performed by applying the AC voltage to the selected TX line and the RX line, the touch panel 200 receives a signal transmitted from the stylus pen on the receiving side (S105). That is, the stylus pen, which is the receiving side, transmits an electric signal to the touch panel on the transmission side.

이때, 터치 패널의 스위칭부(120)를 구성하는 스위치들은 도 13에 도시된 바와 같이 연결 상태가 변경된다.At this time, the switches constituting the switching unit 120 of the touch panel are changed in the connection state as shown in FIG.

즉, 제 1 및 제 2 스위치(S1,S2)는 전력 전송시에 전력된 TX 라인과 RX 라인이 여전히 제 3 스위치(S3)와 연결되도록 하는 상태를 유지한다. 그리고, 제 5 스위치(S5)는 터치 패널로부터 전달되는 전기 신호를 증폭하여 읽어들이기 위하여 아날로그 증폭기(Amp)의 (+) 입력단자를 V_REF와 연결해제하고, 제 3 스위치(S3)와 제 4 스위치(S4)를 Amp의 (+) 입력단자에 연결시킨다. 그리고, 제 3 스위치(S3)와 제 4 스위치(S4) 각각은 제 1 스위치(S1)와 제 2 스위치(S2)가 아날로그 증폭기(Amp)의 (+) 입력단자로 연결되도록 함으로써, 터치 패널측의 제 2 전원(V2)의 연결이 해제되도록 한다. 따라서, 제 2 전원에 의한 전기 에너지의 공급이 중단된다.That is, the first and second switches S1 and S2 maintain a state in which the power TX line and the RX line are still connected to the third switch S3 at the time of power transmission. The fifth switch S5 disconnects the (+) input terminal of the analog amplifier Amp from V _REF to amplify and read the electrical signal transmitted from the touch panel, and the third switch S3 and the fourth switch Connect switch S4 to the (+) input terminal of Amp. The third switch S3 and the fourth switch S4 respectively allow the first switch S1 and the second switch S2 to be connected to the positive input terminal of the analog amplifier Amp, The second power source V2 of the second power source V2 is disconnected. Therefore, the supply of the electric energy by the second power source is stopped.

이러한 상태로 스위치들이 연결되면, 스타일러스 펜측의 LC 회로에 축적된 전기 에너지는 공진 주파수의 진동을 유지하면서, 상호 용량인 Cm을 통하여 터치 패널측으로 전기 신호로서 되돌아간다. 즉, 스타일러스 펜으로부터 전달되는 전기 신호가 된다.When the switches are connected in this state, the electric energy stored in the LC circuit on the stylus pen side is returned to the touch panel side through the mutual capacitance Cm while maintaining the oscillation of the resonance frequency. That is, it becomes an electric signal transmitted from the stylus pen.

여기서, 스타일러스 펜의 C의 값을 C_S+ΔC 로 하여, 아래의 수학식 10에서와 같이, LC 회로 공진 주파수가 송전측의 제 2 전원(V2)의 주파수 f_P와 약간의 차이가 발생된다고 가정하여 본다. 이러한 경우라 하더라도, 전기 에너지를 터치 패널로부터 스타일러스 펜으로 전달하면, LC 회로는 에너지의 주입에 의해 공진 주파수에서 약간 벗어난 주파수로 진동하게 되는데, 주입된 에너지를 LC 회로로 넣어버리면, LC 회로는 자신의 에너지 소비를 최소화하도록 공진 주파수 진동 상태로 돌아오고, 주입된 에너지도 LC 회로 내에서 유지보관된다.Here, it is assumed that the value of C of the stylus pen is C _S + C, and the LC circuit resonance frequency slightly differs from the frequency f _P of the second power source V 2 on the power transmission side I suppose. In this case, when the electric energy is transferred from the touch panel to the stylus pen, the LC circuit vibrates at a frequency slightly deviated from the resonance frequency by the injection of energy. If the injected energy is put into the LC circuit, Returning to the resonance frequency oscillation state so as to minimize the energy consumption of the LC circuit, and the injected energy is also maintained in the LC circuit.

이러한 과정을 반복하는 것에 의하여, 터치 패널에서 공급되는 전기 에너지가 스타일러스 펜의 LC 회로에 축적되어 간다.By repeating this process, the electric energy supplied from the touch panel is accumulated in the LC circuit of the stylus pen.

이상의 설명에서 분명해지는 것은, 터치 패널의 제 2 전원(V2)의 주파수와 스타일러스 펜의 LC 회로의 공진 주파수가 동일하지 않더라도, 터치 패널로 부터 전달되는 에너지는 스타일러스 펜의 LC 회로에 축적되어 간다.It is clear from the above description that the energy transmitted from the touch panel is accumulated in the LC circuit of the stylus pen even if the frequency of the second power source V2 of the touch panel is not equal to the resonance frequency of the LC circuit of the stylus pen.

따라서, 스타일러스 펜의 LC 회로 상수를 다양하게 선택할 수 있는 구조를 갖게 할 수 있으며, 그것을 공진시키는 전기 에너지는 고정 주파수를 갖는 터치 패널의 제 2 전원(V2)으로부터 전달되는 구성에 의해서, 터치 패널에서 전기 에너지 공급을 중단시키게 되면, 스타일러스 펜으로부터 방출되는 전기 신호를 터치 패널 측에서 수신할 때 다양한 주파수의 신호를 수신할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to have a structure in which the LC circuit constants of the stylus pen can be selected in various ways, and the electric energy for resonating it is transmitted from the second power supply V2 of the touch panel having the fixed frequency, When the supply of the electric energy is interrupted, a signal of various frequencies can be received when the electric signal emitted from the stylus pen is received on the touch panel side.

예를 들어, 스타일러스 펜에 복수 개의 스위치를 구비시키고, 스위치마다 다른 LC 상수의 공진 주파수를 선택할 수 있는 구조로 이루어지게 되면, 터치 패널에서 전기 에너지의 공급을 정지시키는 때마다 스타일러스 펜에서 어떤 스위치가 눌러져 있는지를 알 수 있다. 즉, 스타일러스 펜의 각 스위치에 실행시키고 싶은 명령이 미리 할당되어 있는 경우에, 스타일러스 펜의 스위치를 사용자가 누르게 되면, 그에 대응되는 실행 명령을 터치 패널에 전달할 수 있다.For example, when the stylus pen is provided with a plurality of switches and a resonance frequency having a different LC constant can be selected for each switch, whenever the supply of the electric energy from the touch panel is stopped, It is possible to know whether or not it is pushed. That is, when a command to be executed is previously assigned to each switch of the stylus pen, if the user presses the switch of the stylus pen, the execution command corresponding to the switch can be transmitted to the touch panel.

또한, 터치 패널의 회로와 정전 용량 커플링에 의하여 전기 에너지가 상호 전달될 수 있는 펜의 LC 회로에서, C 용량을 변경시키는 것에 의하여 펜의 필압(사용자가 펜에 가하는 힘)을 확인하는 것 역시 가능하다.In addition, in the LC circuit of the pen in which electric energy can be transmitted to each other by the circuit of the touch panel and the capacitive coupling, it is also possible to confirm the pressure of the pen (the force applied by the user to the pen) It is possible.

즉, 사용자가 가하는 펜의 필압에 따라 커패시턴스 C의 값을 변경시킬 수 있는 경우에는, 펜으로부터 전달되는 전기 신호를 터치 패널의 아날로그 증폭기를 통해 수신하여 필압의 정도를 검출하는 것이 가능할 것이다. 예를 들면, 사용자가 스타일러스 펜 조작시에 펜의 헤드(펜 팁)를 누르면, 그 누르는 힘의 크기에 따라 커패시턴스 C 값을 변화시킬 수 있다. 사용자가 펜에 가하는 힘에 따라 펜의 LC 회로에서 용량 C의 값이 변경되면, 펜으로부터 터치 패널 측으로 다시 전달되는 전기 신호의 주파수를 확인하는 것에 의하여 그 필압에 대응되는 명령의 수행이 가능할 것이다.That is, when the value of the capacitance C can be changed according to the pressure of the pen applied by the user, it is possible to detect the degree of the pressure of the pressure by receiving the electric signal transmitted from the pen through the analog amplifier of the touch panel. For example, when the user presses the pen head (pen tip) at the time of operation of the stylus pen, the capacitance C value can be changed according to the magnitude of the pressing force. When the value of the capacitance C is changed in the LC circuit of the pen according to the force applied by the user to the pen, it is possible to execute the command corresponding to the pressure by confirming the frequency of the electric signal transmitted from the pen to the touch panel.

이하에서는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 패널의 동작을 설명하여 본다. 도 15는 제 2 실시예에 따라 터치 패널을 통하여 무선 전력을 공급하는 방법을 설명하는 흐름도이다.Hereinafter, the operation of the touch panel according to the second embodiment of the present invention will be described. 15 is a flowchart illustrating a method of supplying wireless power through a touch panel according to the second embodiment.

먼저, 도 10에 도시된 제 1 실시예의 터치 패널 동작은, 스위칭부를 구성하는 스위치의 연결 상태에 따라 정전식 터치 센싱 모드(S101~S103), 전원 공급 모드(S104), 및 펜의 전기 신호 수신 모드(S105,S106)로 구분될 수 있다.First, the touch panel operation of the first embodiment shown in Fig. 10 is performed in the electrostatic touch sensing modes (S101 to S103), the power supply mode (S104), and the electric signal reception of the pen Mode (S105, S106).

그리고, 도 15에 도시된 흐름도 역시, 정전식 터치 센싱 모드(S201,S202), 전원 공급 모드(S203), 및 펜의 전기 신호 수신 모드(S204,S205)로 구분될 수 있다.15 may be divided into electrostatic touch sensing modes (S201 and S202), power supply mode (S203), and pen electrical signal reception modes (S204 and S205).

그러나, 제 1 실시예와 구별되는 것은, 터치 패널의 TX 라인과 RX라인으로 교류 전압을 공급하는 전원 공급 모드에서, 선택되는 일부의 TX 라인과 RX 라인으로만 전원을 공급하는 것이 아니라, 신속한 전원 공급을 위하여 모든 TX라인과 RX 라인으로 교류 전압을 공급하는 경우라 할 수 있다.However, different from the first embodiment, in the power supply mode in which the AC voltage is supplied to the TX line and the RX line of the touch panel, power is not supplied only to some selected TX lines and RX lines, It can be said that the AC voltage is supplied to all the TX lines and the RX lines for supply.

제 2 실시예에 따라 터치 패널과 펜의 LC 회로에 의하여 정전 용량 커플링을 이용하여 전원을 무선으로 제공하는 방법을 설명하여 본다.A description will be given of a method of wirelessly providing power using capacitive coupling by an LC circuit of a touch panel and a pen according to a second embodiment.

먼저, 정전식 터치 센싱 모드로서, 제 1 실시예의 경우와 같이, 도 11에 도시된 바와 같은 스위치의 연결 상태가 유지된 상태에서, 터치 패널의 TX 라인과 RX 라인의 스캐닝 통하여 터치의 센싱이 이루어지고(S201), 터치된 위치의 XY좌표를 검출하는 과정(S202)이 수행된다.First, in the electrostatic touch sensing mode, touch sensing is performed by scanning the TX line and the RX line of the touch panel while the connection state of the switch is maintained as shown in FIG. 11, as in the first embodiment (S201), and the process of detecting the XY coordinate of the touched position (S202) is performed.

그 다음으로, 터치된 펜으로 전력을 공급하기 위하여, 제 3 스위치(S3)와 제 4 스위치(S4) 모두가 AC 전압을 제공하는 제 2 전압원(V2)에 연결되도록 제어된다. 그리고, 제 1 스위치(S1)와 제 2 스위치(S2)는 모든 TX 라인과 RX 라인이 상기 제 3 스위치(S3)와 제 4 스위치(S4)에 연결되도록 스위칭하여, 모든 TX 라인과 RX 라인이 제 2 전압원(V2)에 연결되도록 한다(S203). 도 12에 대한 설명에서와 같이, TX 라인들과 RX 라인들로 동일한 AC 전압이 인가되도록 하면, 수전측의 전극의 위치가 어디에 있는 경우라도, 전송측과 수전측 사이의 상호 용량은 일정하게 유지될 수 있다.Next, in order to supply power to the touched pen, both the third switch S3 and the fourth switch S4 are controlled to be connected to the second voltage source V2 which provides the AC voltage. The first switch S1 and the second switch S2 switch all TX lines and RX lines to be connected to the third switch S3 and the fourth switch S4 so that all TX lines and RX lines And is connected to the second voltage source V2 (S203). As shown in FIG. 12, when the same AC voltage is applied to the TX lines and the RX lines, the mutual capacitance between the transmission side and the power reception side is kept constant regardless of the position of the electrode on the power reception side .

따라서, 상호 용량의 변화를 고려하지 않아도 되기 때문에, 정전식으로 터치의 유무 및 좌표를 확인한 다음에는, 신속히 스타일러스 펜 측으로 전력을 공급하기 위하여 모든 RX 라인과 TX 라인들로 AC 전압을 인가할 수 있다. AC 전압을 제 1 실시예와 같이 특정의 라인들로만 공급하는 경우에 비해서는, 그 처리속도가 보다 신속히 이루어질 수 있다. 모든 TX 라인 및 RX 라인으로부터 AC 전압을 공급하는 때의 회로 구성이 도 16에 도시되어 있다.Therefore, it is not necessary to consider the change of mutual capacitance. Therefore, after confirming presence / absence of touch and coordinate by electrostatic method, AC voltage can be applied to all RX lines and TX lines in order to supply power to the stylus pen side quickly . The processing speed can be made faster than when the AC voltage is supplied only to specific lines as in the first embodiment. The circuit configuration when supplying the AC voltage from all TX lines and RX lines is shown in Fig.

이와 같은 방법으로 모든 TX 및 RX 라인으로 AC 전압을 인가한 다음에는, 스타일러스 펜으로부터 전달되는 전기 에너지를 수신받기 위하여, 터치 패널의 스위치 구성이 다시 변경되어야 한다. 이때에는, 스타일러스 펜으로부터 전달되는 전기 신호의 주파수를 정확히 파악하기 위해서, 아날로그 증폭기에 연결되는 TX라인 및 RX 라인은 터치 좌표에 가장 인접한 2개의 TX 라인과 2개의 RX 라인이 된다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 5 스위치(S1 ~ S5)들이 연결되어야 하고, 스타일러스 펜으로부터 전달되는 전기 신호 중 TX 라인으로 전달되는 신호는 제 1, 제 3 및 제 5 스위치를 거쳐 아날로그 증폭기로 이동하고, RX 라인으로 전달되는 신호는 제 2, 제 4 및 제 5 스위치를 거쳐 아날로그 증폭기로 이동한다(S204).After the AC voltage is applied to all the TX and RX lines in this way, the switch configuration of the touch panel must be changed again in order to receive the electric energy transmitted from the stylus pen. At this time, in order to accurately grasp the frequency of the electrical signal transmitted from the stylus pen, the TX line and the RX line connected to the analog amplifier become two TX lines and two RX lines closest to the touch coordinates. That is, as shown in FIG. 7, the first to fifth switches S1 to S5 must be connected, and the signal transmitted to the TX line among the electrical signals transmitted from the stylus pen is transmitted through the first, And the signal transmitted to the RX line is transmitted to the analog amplifier through the second, fourth, and fifth switches (S204).

그 다음, 아날로그 증폭기에 의하여 처리된 신호로부터 주파수를 검출하고, 검출된 주파수에 대응되는 사용자 명령에 따라 다양한 동작이 수행된다(S205).Then, the frequency is detected from the signal processed by the analog amplifier, and various operations are performed according to a user command corresponding to the detected frequency (S205).

전술한 바와 같은 본 실시예의 전력 전달 방법에 의해서, 스마트폰과 태블릿 PC와 같은 터치 기반 기기 내에 펜으로 전력을 전송할 회로를 별도로 구성할 필요가 없으므로, 터치 기반 기기의 두께를 보다 감소시킬 수 있다. 또한, 터치 패널의 회로에 무선 전력 전송을 위한 회로가 추가되면 충분하고, 터치 패널의 TX 라인과 RX 라인으로 교류 전압을 공급하는 전원압의 주파수를 컷오프 주파수보다 작게만 구성시키면 되므로, 구성하는 회로 역시 간단한 구조를 갖을 수 있다.According to the power transmission method of the present embodiment as described above, since it is not necessary to separately configure a circuit for transmitting power with a pen in a touch-based device such as a smart phone and a tablet PC, the thickness of the touch-based device can be further reduced. Further, it is enough that a circuit for wireless power transmission is added to the circuit of the touch panel, and the frequency of the power supply voltage for supplying the AC voltage to the TX line and the RX line of the touch panel can be made smaller than the cutoff frequency. It can also have a simple structure.

이상에서는 터치 패널을 중심으로, 스타일러스 펜으로부터 가해지는 필압을 검출하는 방법 및 터치 패널에 가해진 터치 지점을 검출하기 위해 터치 패널 전극(Tx, Rx)에 전압을 제공하는 방법에 대하여 설명하였다. A method of detecting the pressure applied from the stylus pen and a method of providing a voltage to the touch panel electrodes Tx and Rx to detect touch points applied to the touch panel have been described above with the touch panel as the center.

이하에서는, 위에서 설명한 터치 패널과 정전 용량 커플링 방식으로 전기 신호를 송수신하는 스타일러스 펜(20)에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the stylus pen 20 for transmitting and receiving an electric signal in the electrostatic capacity coupling manner with the above-described touch panel will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 16에서 설명한 에너지, 전기 에너지, 전압, 전류 등은 "전기 신호"에 포함되는 것으로 이해되어질 수 있다. 이하에서는, 터치 패널과 스타일러스 펜 사이에서 송수신되는 신호를 "전기 신호"라는 용어로 통일하여 설명한다. 필요에 따라서는, 전기 신호의 특성인 주파수, 공진 주파수, 진폭 등의 용어도 혼용하여 사용한다.The energy, electric energy, voltage, current, etc. described in Figs. 1 to 16 can be understood as being included in the "electric signal ". Hereinafter, the signals transmitted and received between the touch panel and the stylus pen will be described in terms of "electrical signal". If necessary, terms such as frequency, resonance frequency, and amplitude, which are characteristics of the electric signal, are also used in combination.

도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜을 설명하기 위한 개념도이다.17 is a conceptual diagram for explaining a stylus pen according to an embodiment of the present invention.

우선, 본 발명의 이동 단말기(10)는, 위에서 설명한 것과 같이, 스타일러스 펜(20)을 구비할 수 있다. 또한, 이동 단말기(10)는 복수의 터치 패널 전극(50)이 포함된 터치 패널(200)을 포함할 수 있다.First, the mobile terminal 10 of the present invention can be provided with the stylus pen 20 as described above. In addition, the mobile terminal 10 may include a touch panel 200 including a plurality of touch panel electrodes 50.

스타일러스 펜(20)은 정전 용량 커플링을 이용하여, 상기 터치 패널(200)과 전기 신호를 송수신하도록 형성될 수 있다. 터치 패널과의 사이에서 정전 용량 커플링을 발생시키기 위한 스타일러스 펜(20)은, 본체(21), 도체로 형성되며, 상기 본체(21)의 외부로 돌출되어 터치패널(200)에 터치를 가하도록 형성되는 펜 팁(23)을 포함할 수 있다. 또한, 스타일러스 펜(20)은 상기 본체(21) 내에 구비되고, 인덕터(Ls) 및 캐패시터(Cs, ΔC)를 포함하는 LC회로(22)를 포함할 수 있다. 여기서 LC 회로(22)는 위에서 설명한 펜 회로부(22) 또는 LC 공진 회로일 수 있다. 상기 LC 회로(22)는 터치 패널(200)과의 사이에서 정전 용량 커플링이 발생되도록 펜 팁(23)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 LC 회로(22)와 펜 팁(23)이 전기적으로 연결되는 것에 대한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다. 먼저, 각 구성들에 대한 상세한 설명을 보다 구체적으로 설명한다.The stylus pen 20 may be formed to transmit and receive an electric signal with the touch panel 200 using a capacitive coupling. The stylus pen 20 for generating electrostatic capacitive coupling with the touch panel is formed of a main body 21 and a conductor and protrudes to the outside of the main body 21 to touch the touch panel 200 (Not shown). The stylus pen 20 may also include an LC circuit 22 provided in the main body 21 and including an inductor Ls and capacitors Cs and C. Here, the LC circuit 22 may be the above-described pen circuit portion 22 or LC resonance circuit. The LC circuit 22 may be electrically connected to the pen tip 23 to generate a capacitive coupling with the touch panel 200. A more detailed description of the electrical connection between the LC circuit 22 and the pen tip 23 will be described later. First, a detailed description of each configuration will be described in more detail.

본체(21)는 스타일러스 펜(20)의 외관을 이루는 케이스 역할을 한다. 본체(21)의 내부에는 공간이 형성될 수 있으며, 상기 공간에는 LC회로(22), 전도성 부재(24) 등 스타일러스 펜(20)을 구성하는 구성요소들이 배치될 수 있다.The main body 21 serves as a case that forms the appearance of the stylus pen 20. [ A space may be formed in the main body 21 and components constituting the stylus pen 20 such as the LC circuit 22 and the conductive member 24 may be disposed in the space.

상기 본체(21)는 다양한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 본체(21)는 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수도 있다.The main body 21 may be formed of various materials. For example, the main body 21 may be formed by injection molding synthetic resin, or may be formed of metal such as stainless steel (STS), aluminum (Al), titanium (Ti), or the like.

상기 본체(21)는 스타일러스 펜(20)의 외관을 형성하므로, 상기 외관을 일정 수준 유지할 수 있는 기준 강도 이상의 물질이기만 하면 어떤 물질이든 상관이 없다. 구체적으로, 본체(21)는 전도성 물질 또는 비전도성 물질 등을 포함할 수 있으나, 상기 스타일러스 펜(20)을 사용하는 물체(예를 들면, 사용자의 손)에 의해 전기 신호가 흐르는 것을 방지하기 위해 비전도성 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 스타일러스 펜(20)을 사용하는 물체에 의해 전기 신호가 흐르게 되면, 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에서 정전 용량 커플링을 통해 송수신되는 전기 신호가 변경되어, 터치 지점을 결정하는데 이용되는 전기 신호가 불안정해지기 때문이다.Since the main body 21 forms an outer appearance of the stylus pen 20, any substance may be used as long as it is a material having a reference strength that can maintain the appearance at a certain level. The stylus pen 20 may be formed of a conductive material or a nonconductive material. The stylus pen 20 may be formed of a conductive material or a nonconductive material. It is preferable to be formed of a nonconductive material. When an electric signal flows through an object using the stylus pen 20, an electric signal transmitted and received through the capacitive coupling between the touch panel 200 and the stylus pen 20 is changed to determine a touch point The electric signal used becomes unstable.

한편, 본 발명의 스타일러스 펜(20)은 본체(100)의 외부로 돌출되어 터치 패널에 터치를 가하도록 형성되는 펜 팁(23)을 포함할 수 있다. 상기 펜 팁(23)은 도체로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 펜 팁(23)은 펜 팁(23)을 형성하는 물질 전체가 도체로 형성되거나 상기 펜 팁(23)의 표면을 형성하는 부분만 도체로 형성될 수 있다.Meanwhile, the stylus pen 20 of the present invention may include a pen tip 23 protruding outside the main body 100 and formed to touch the touch panel. The pen tip 23 may be formed of a conductor. Specifically, the pen tip 23 may be formed by a conductor formed entirely of the material forming the pen tip 23, or only a portion forming the surface of the pen tip 23.

또한, 상기 펜 팁(23)은 LC회로(22)와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 전기적으로 연결된다는 것은 도체로 형성된 펜 팁(23)과 상기 LC회로(22)가 전기신호를 직접적으로 송수신할 수 있는 물체(예를 들어, 전선)로 연결되어 있는 것을 의미할 수 있다.In addition, the pen tip 23 may be electrically connected to the LC circuit 22. Here, the electrical connection means that the pen tip 23 formed of a conductor and the LC circuit 22 are connected by an object (for example, electric wire) capable of directly transmitting and receiving an electric signal.

본 발명에서는 상기 펜 팁(23)을 도체로 형성하고, 상기 펜 팁(23)과 LC회로(22)를 전기적으로 연결함으로써, 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에서 정전 용량 커플링을 통해 송수신되는 전기 신호의 크기를 증가시킬 수 있다.In the present invention, the pen tip 23 is formed as a conductor, and the pen tip 23 and the LC circuit 22 are electrically connected to each other by electrostatic coupling between the touch panel 200 and the stylus pen 20. [ It is possible to increase the size of the electric signal transmitted /

구체적으로, 상기 정전 용량 커플링은, 터치 패널(200)의 터치 패널 전극(50)과 스타일러스 펜(20)의 LC회로(22)를 구성하는 캐패시터 사이에서 발생될 수 있다. 즉, 정전 용량 커플링은 터치 패널 전극(50)에 존재하는 부유 용량 C_P과 LC회로(22)에 포함된 캐패시터(Cs, ΔC)가 인접함에 따라 발생될 수 있다. 또한, 상기 정전 용량 커플링이 발생됨에 따라, 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에는 상호 용량 캐패시턴스(Cm)가 발생될 수 있다. Specifically, the capacitive coupling can be generated between the touch panel electrode 50 of the touch panel 200 and the capacitors constituting the LC circuit 22 of the stylus pen 20. [ That is, the capacitive coupling can be generated as the stray capacitance C _p existing in the touch panel electrode 50 and the capacitors Cs and C included in the LC circuit 22 are adjacent to each other. In addition, as the capacitive coupling is generated, a mutual capacitance Cm may be generated between the touch panel 200 and the stylus pen 20.

터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에서 송수신되는 전기 신호는 상기 상호 용량 캐패시턴스(Cm)와 관련이 있을 수 있다. 즉, 상기 상호 용량 캐패시턴스(Cm)가 커질수록, 상기 송수신되는 전기 신호의 크기는 증가하게 된다.The electrical signal transmitted and received between the touch panel 200 and the stylus pen 20 may be related to the mutual capacitance Cm. That is, as the mutual capacitance Cm increases, the magnitude of the electric signal transmitted / received increases.

여기서, 상기 전기 신호의 크기가 증가한다는 것은, 전기 신호 자체의 크기가 커지는 것, 전기 신호의 송수신율이 증가한다는 것, 전기 신호의 양이 많아진다는 것 등을 포함하는 의미로 이해되어야 한다.Here, the increase in the size of the electrical signal means that the size of the electrical signal itself increases, the transmission / reception ratio of the electrical signal increases, and the amount of the electrical signal increases.

다시 돌아와, 본 발명에서는 상기 펜 팁(23)과 LC회로(22)를 전기적으로 연결함으로써, 상기 상호 용량 캐패시턴스(Cm)를 증가시킬 수 있다. 즉, 상기 펜 팁(23)은 도체로 형성되어 있고, LC회로(22)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이로 인해, 상기 LC회로(22)의 캐패시터는 상기 펜 팁(22)에 위치하는 효과를 가지게 된다. 이로 인해, 터치 패널(200)의 터치 패널 전극(50)과 스타일러스 펜(50)의 캐패시터 사이의 거리는, LC회로(22)가 도체로 형성된 펜 팁(23)과 전기적으로 연결되기 전보다 더 가까워지게 된다. 여기서, 상기 상호 용량 캐패시턴스(Cm)는 캐패시터의 특성상 상호 용량 캐패시턴스를 형성하는 두 물체(터치 패널 전극과 펜 팁)사이의 거리가 가까워짐에 따라 커지게 된다. 따라서, 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20)사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기는, LC회로(22)가 도체로 형성된 펜 팁(22)에 전기적으로 연결됨에 따라 증가하게 된다.In the present invention, the mutual capacitance Cm can be increased by electrically connecting the pen tip 23 and the LC circuit 22. That is, the pen tip 23 is formed of a conductor and can be electrically connected to the LC circuit 22. As a result, the capacitor of the LC circuit 22 has the effect of being located on the pen tip 22. The distance between the touch panel electrode 50 of the touch panel 200 and the capacitor of the stylus pen 50 is set so that the LC circuit 22 is closer to the pen tip 23 do. Here, the mutual capacitance Cm increases as the distance between two objects (touch panel electrode and pen tip) forming the mutual capacitive capacitance becomes close to each other due to the characteristics of the capacitors. Accordingly, the magnitude of the electric signal transmitted / received between the touch panel 200 and the stylus pen 20 increases as the LC circuit 22 is electrically connected to the pen tip 22 formed of a conductor.

정리하면, LC회로(22)는 터치 패널과의 사이에서 정전 용량 커플링이 발생되도록 도체로 형성된 펜 팁(23)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20)의 LC회로(22) 사이에서 송수신되는 전기 신호는 도체로 형성된 펜 팁(23)을 경유하여 송수신될 수 있다.In summary, the LC circuit 22 can be electrically connected to the pen tip 23 formed of a conductor so that a capacitive coupling with the touch panel is generated. The electrical signal transmitted and received between the touch panel 200 and the LC circuit 22 of the stylus pen 20 can be transmitted and received via the pen tip 23 formed of a conductor.

스타일러스 펜(20)은 터치 패널(200)에서 전송되는 전기 신호를 도체로 형성된 펜 팁(23)을 통해 수신하고, 상기 수신한 전기 신호를 펜 팁(23)과 전기적으로 연결되는 LC회로(22)로 공급할 수 있다. 즉, 상기 LC회로(22)에서는 상기 펜 팁(23)으로부터 공급되는 전기 신호에 의해 공진이 발생될 수 있다. The stylus pen 20 receives an electric signal transmitted from the touch panel 200 through a pen tip 23 formed of a conductor and transmits the received electric signal to an LC circuit 22 electrically connected to the pen tip 23 ). That is, in the LC circuit 22, resonance may be generated by an electrical signal supplied from the pen tip 23. [

여기서, 상기 LC회로(22)는 터치 패널(200)의 터치 패널 전극(50)과 직접 전기 신호를 송수신하는 것이 아닌, 도체로 형성된 펜 팁(23)을 통해 전기 신호를 공급 받을 수 있다. 본 발명에서는 LC회로와 전기적으로 연결되는 도체인 펜 팁(23)과 터치 패널(200)사이에서 전기 신호를 송수신하므로, 스타일러스 펜(20)으로 전송되는 전기 신호의 크기가 증가하게 된다. 따라서, LC회로(22)는, 펜 팁(23)을 통해 상기 전기 신호를 공급받음으로써, 터치 패널 전극(50)과 직접 전기 신호를 송수신할 때보다 빠르게 공진 상태에 진입할 수 있다(터치 패널로부터 전송되는 전기 신호에 따라 LC회로가 공진 상태에 진입하는 것은 위에서 이미 설명하였으므로, 이하에서는 구체적인 설명을 생략한다).Here, the LC circuit 22 can receive an electric signal through the pen tip 23 formed of a conductor, rather than directly transmitting and receiving an electric signal with the touch panel electrode 50 of the touch panel 200. In the present invention, the electrical signal is transmitted / received between the pen tip 23, which is a conductor electrically connected to the LC circuit, and the touch panel 200, and thus the size of the electric signal transmitted to the stylus pen 20 increases. Therefore, the LC circuit 22 can enter the resonance state faster than when the electric signal is directly transmitted / received to / from the touch panel electrode 50 by receiving the electric signal through the pen tip 23 Since the LC circuit enters the resonance state in accordance with the electric signal transmitted from the AC power source, the detailed description thereof will be omitted).

한편, LC회로(22)는 펜 팁(23)에 압력이 가해지는 것에 근거하여 전기 용량이 가변되는 가변 캐패시터(ΔC)를 더 포함할 수 있다. 즉, 위에서 설명한 것과 같이, 상기 가변 캐패시터는 펜이 가압되는 힘에 따라 캐패시턴스(전기 용량, 축전 용량)가 변화할 수 있다. 여기서, 펜이 가압되는 것은 스타일러스 펜(22)의 터치동작을 의미할 수 있다. 구체적으로, 상기 스타일러스 펜(22)의 터치 동작은 스타일러스 펜(22)에 구비된 펜 팁(23)을 터치 패널(200)에 가압시키는 동작을 의미할 수 있다.On the other hand, the LC circuit 22 may further include a variable capacitor? C whose capacitance is varied based on the pressure applied to the pen tip 23. That is, as described above, the capacitance (capacitance, capacitance) of the variable capacitor may vary according to the force with which the pen is pressed. Here, pressing of the pen may mean touch operation of the stylus pen 22. [ More specifically, the touch operation of the stylus pen 22 may refer to an operation of pressing the pen tip 23 provided on the stylus pen 22 against the touch panel 200.

스타일러스 펜(22)의 터치동작이 가해지면, 터치패널(200)은 가변 캐패시터의 전기 용량이 변경되는 것에 근거하여 터치 지점을 감지할 수 있다. 구체적으로, 가변 캐패시터의 전기 용량이 변경되면, 스타일러스 펜(20)의 LC회로(22)에서 발생되는 전기 신호가 변경되게 된다. 상기 전기 신호가 변경된다는 것은 LC회로(22)에서 발생시키는 공진 주파수가 변경된다는 것을 의미할 수 있다.When the touch operation of the stylus pen 22 is applied, the touch panel 200 can sense the touch point based on the change of the capacitance of the variable capacitor. Specifically, when the capacitance of the variable capacitor is changed, the electric signal generated in the LC circuit 22 of the stylus pen 20 is changed. The change of the electrical signal may mean that the resonance frequency generated by the LC circuit 22 is changed.

이하에서는, 상기 펜 팁(23)에 압력이 가해지기 전에 LC회로(22)에서 발생되는 전기 신호를 제1 전기 신호라고 한다. 또한, 상기 펜 팁(23)에 압력이 가해짐에 따라 가변 캐패시터의 전기 용량이 변경되고, 이에 따라 LC회로(22)에서 발생되는 변경된 전기 신호를 제2 전기 신호라고 한다. 즉, LC회로(22)에서 터치패널로 부가되는 제1 전기 신호는 상기 전기 용량의 변경에 따라 제2 전기 신호로 변경될 수 있다. Hereinafter, an electric signal generated in the LC circuit 22 before the pressure is applied to the pen tip 23 is referred to as a first electric signal. Further, as the pressure is applied to the pen tip 23, the capacitance of the variable capacitor is changed, and accordingly, the altered electrical signal generated in the LC circuit 22 is referred to as a second electrical signal. That is, the first electric signal added to the touch panel in the LC circuit 22 can be changed to the second electric signal in accordance with the change in the electric capacity.

본 발명에서는, 제2 전기 신호를 감지하여 상기 터치 패널에서의 터치 지점으로 결정하는 제어부(180)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부(180)는, 도 8에 도시된 것과 같이, 터치 패널(200)과 연결될 수 있다. 또한, 상기 제어부(180)는 터치 패널(200)에서 감지된 제2 전기 신호에 근거하여 스타일러스 펜의 터치동작에 의하여 가해진 터치지점을 결정할 수 있다(이와 관련된 내용은 아래에서 보다 구체적으로 설명한다). 여기서, 상기 제어부(180)는 펜 신호 검출 수단(100), 필압 검출부(130) 및 신호 수신부(130)에서 설명한 기술적 특징들이 동일/유사하게 유추적용될 수 있다.In the present invention, the controller 180 may further include a controller 180 for detecting the second electrical signal and determining the touch point on the touch panel. The controller 180 may be connected to the touch panel 200 as shown in FIG. In addition, the controller 180 can determine the touch point applied by the touch operation of the stylus pen based on the second electrical signal sensed by the touch panel 200 (the related contents will be described in more detail below) . Here, the control unit 180 may be analogous to the technical features described in the pen signal detection unit 100, the pressure detection unit 130, and the signal reception unit 130.

다시 돌아와, 스타일러스 펜(20)에서 터치패널(200)로 전송되는 제1 및 제2 전기 신호는 LC회로(22)에서 발생되는 전기 신호일 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 전기 신호 중 적어도 하나는, 상기 LC회로(22)와 전기적으로 연결되며, 도체로 형성된 펜 팁(23)을 통해 정전 용량 커플링 방식에 따라 터치 패널(200)로 전송될 수 있다.The first and second electrical signals transmitted from the stylus pen 20 to the touch panel 200 may be electrical signals generated by the LC circuit 22. [ At least one of the first and second electrical signals is electrically connected to the LC circuit 22 and is electrically connected to the touch panel 200 through a pen tip 23 formed of a conductor according to a capacitive coupling method Lt; / RTI >

위에서 설명한 것과 마찬가지로, 상기 제1 및 제2 전기 신호 중 적어도 하나는 도체로 형성된 펜 팁(23)을 통해 터치 패널(200)로 송신될 수 있다. 이에 따라, 터치 패널(200)에서 수신되는 상기 제1 및 제2 전기 신호의 신호 크기는 증가될 수 있다.As described above, at least one of the first and second electrical signals may be transmitted to the touch panel 200 through the pen tip 23 formed of a conductor. Accordingly, the signal magnitudes of the first and second electric signals received by the touch panel 200 can be increased.

정리하면, 제어부(180)는, 터치 패널(200)로 전송되는 제2 전기 신호에 근거하여, 터치 패널(200)에서의 터치 지점을 결정할 수 있다. 이 때, 제어부(180)는 터치 패널(200)에서 감지되는 제2 전기 신호의 크기가 클수록 스타일러스 펜(20)에 의한 터치 동작을 더욱 정확하게 인식할 수 있다. 따라서, 스타일러스 펜(20)의 펜 팁(23)이 도체로 형성되고, 제2 전기 신호를 발생시키는 LC회로(22)와 전기적으로 연결됨에 따라, 터치 패널(200)과 상기 스타일러스 펜(20) 사이에서 정전 용량 커플링을 통해 송수신되는 전기 신호(제2 전기 신호)의 크기를 증가시킬 수 있다.
In summary, the control unit 180 can determine the touch point on the touch panel 200 based on the second electrical signal transmitted to the touch panel 200. [ At this time, the control unit 180 can recognize the touch operation by the stylus pen 20 more accurately as the magnitude of the second electrical signal sensed by the touch panel 200 increases. The pen tip 23 of the stylus pen 20 is formed of a conductor and is electrically connected to the LC circuit 22 for generating the second electrical signal to electrically connect the touch panel 200 and the stylus pen 20, It is possible to increase the size of the electric signal (second electric signal) transmitted and received through the capacitive coupling between the first and second electrodes.

한편, 본 발명의 스타일러스 펜(20)에 구비되는 펜 팁(23)은 다양한 형태를 가질 수 있다. 상기 펜 팁(23)은, 위에서 설명한 것과 같이, 도체로 형성되며, LC회로(22)와 전기적으로 연결됨에 따라 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기를 증가시키는 역할을 한다.Meanwhile, the pen tip 23 provided in the stylus pen 20 of the present invention may have various shapes. The pen tip 23 is formed of a conductor as described above and is electrically connected to the LC circuit 22 to increase the size of an electric signal transmitted and received between the touch panel 200 and the stylus pen 20 .

본 발명에서는 상기 펜 팁(23)을 다양한 형태로 변형하여 상기 송수신되는 전기 신호의 크기를 더욱 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 펜 팁(23)은 하나의 밑면과 하나의 꼭지점을 갖는 뿔 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 뿔 형태인 펜 팁(23)은 상기 꼭지점이 본체(21)의 외부를 향하도록 배치될 수 있다.In the present invention, the pen tip 23 can be modified into various shapes to further increase the size of the electric signal transmitted and received. For example, the pen tip 23 may be formed in the shape of a horn having one bottom surface and one vertex. In addition, the horn-shaped pen tip 23 may be disposed such that the vertex thereof faces the outside of the main body 21.

이러한 상태에서, 스타일러스 펜(20)이 상기 꼭지점을 기준으로 기울어지면, 스타일러스 펜(20)과 터치 패널(200) 사이에서 정전 용량 커플링을 통해 송수신되는 전기 신호의 크기는, 상기 펜 팁(23)이 상기 꼭지점을 기준으로 기울어지는 정도에 비례하여 증가할 수 있다. 구체적으로, 상기 스타일러스 펜에서 수신하는 전기 신호의 크기 및 상기 스타일러스 펜에서 송신되는 상기 제2 전기 신호의 크기는, 상기 펜 팁이 상기 꼭지점을 기준으로 기울어지는 정도에 비례하여 증가할 수 있다.In this state, when the stylus pen 20 is tilted with respect to the vertex, the magnitude of the electric signal transmitted / received through the electrostatic capacitive coupling between the stylus pen 20 and the touch panel 200 is smaller than the size of the pen tip 23 May be increased in proportion to the degree of inclination with respect to the vertex. Specifically, the magnitude of the electrical signal received by the stylus pen and the magnitude of the second electrical signal transmitted from the stylus pen may increase in proportion to the degree of tilting of the pen tip with respect to the vertex.

위에서 설명한 것과 같이, 스타일러스 펜(20)과 터치 패널(200) 사이에는 정전 용량 커플링에 의해 상호 용량 캐패시턴스(Cm)가 발생될 수 있다. 상기 상호 용량 캐패시턴스(Cm)는 터치 패널의 터치 패널 전극(50)에 형성된 부유 용량(Cp)와 스타일러스 펜의 캐패시터(Cs)에 따라 변경될 수 있다. 본 발명에서는 LC회로(22)와 펜 팁(23)이 전기적으로 연결되고, 상기 펜 팁(23)이 도체로 형성되므로, 상기 상호 용량 캐패시턴스(Cm)는 펜 팁(23)과 터치 패널 전극(50)의 상태(자세)에 따라 달라질 수 있다.As described above, mutual capacitance capacitance Cm can be generated between the stylus pen 20 and the touch panel 200 by capacitive coupling. The mutual capacitance Cm may be changed according to the stray capacitance Cp formed on the touch panel electrode 50 of the touch panel and the capacitor Cs of the stylus pen. Since the LC circuit 22 and the pen tip 23 are electrically connected to each other and the pen tip 23 is formed of a conductor, the mutual capacitance Cm is formed between the pen tip 23 and the touch panel electrode 50) of the vehicle.

위에서 설명한 것과 같이, 펜 팁(23)이 터치 패널 전극(50)과 가까워지는 것에 근거하여, 상기 상호 용량 캐패시턴스(Cm)는 증가될 수 있다. 이에 따라, 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기도 증가될 수 있다.As described above, based on the fact that the pen tip 23 is close to the touch panel electrode 50, the mutual capacitance Cm can be increased. Accordingly, the size of the electric signal transmitted / received between the touch panel 200 and the stylus pen 20 can be increased.

나아가, 뿔 형태로 형성된 펜 팁(23)이 기울어지게 되면, 상기 펜 팁(23)의 측면과 터치 패널 전극(50) 사이의 가용 면적이 증가하게 되고, 상기 펜 팁(23)의 측면과 터치 패널 전극(50) 사이의 거리도 좁아지게 된다. 상기 상호 용량 캐패시턴스(Cm)는 캐패시터의 특성상 상호 용량 캐패시턴스를 형성하는 두 물체(터치 패널 전극과 펜 팁)사이의 거리가 가까워짐에 따라 커지게 되고, 상기 두 물체의 가용 면적이 증가할수록 커지게 된다.In addition, when the pen tip 23 formed in the shape of a horn is inclined, a usable area between the side surface of the pen tip 23 and the touch panel electrode 50 is increased, The distance between the panel electrodes 50 becomes narrower. The mutual capacitance Cm increases as the distance between two objects forming the mutual capacitive capacitance (touch panel electrode and pen tip) becomes close to each other due to the characteristics of the capacitor, and becomes larger as the usable area of the two objects increases .

즉, 뿔 형태인 펜 팁(23)이 기울어지면, 정전 용량 커플링에 의해 생성된 상호 용량 캐패시턴스가, 면적에 비례하고, 거리에 반비례하는 캐패시터의 특성상 커지게 되므로, 스타일러스 펜(20)과 터치 패널(200) 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기는 상기 펜 팁(23)이 기울어지는 정도에 비례하여 증가하게 된다.That is, when the pen tip 23, which is in the shape of a horn, is tilted, the mutual capacitance produced by the capacitive coupling is proportional to the area and increases due to the characteristics of the capacitor in inverse proportion to the distance. The size of the electric signal transmitted / received between the panel 200 increases in proportion to the degree of inclination of the pen tip 23.

이상에서 설명한 내용은 첨부된 도면을 참조하여 살펴보면 더욱 명확해질 것이다.The above description will be more clearly understood with reference to the accompanying drawings.

도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 펜 팁을 설명하기 위한 개념도이고, 도 19는 도 18의 펜 팁이 구비된 스타일러스 펜이 기울어지는 경우 전기 신호의 크기가 증가하는 것을 설명하기 위한 개념도이다. 도 20는 도 19에 따라 스타일러스 펜이 기울어지는 경우 측정되는 전기 신호의 크기를 설명하기 위한 개념도이다.FIG. 18 is a conceptual diagram for explaining a pen tip according to an embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a conceptual diagram for explaining an increase in the size of an electrical signal when the stylus pen having the pen tip shown in FIG. 18 is tilted . FIG. 20 is a conceptual diagram for explaining the magnitude of an electrical signal measured when the stylus pen is tilted according to FIG. 19; FIG.

도 18에 도시된 것과 같이, 펜 팁(23)은 하나의 꼭지점(23a)과 하나의 밑면(23b)를 포함하는 뿔 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 펜 팁(23)에는 상기 꼭지점(23a)과 밑면(23b)을 연결하는 측면(23c)이 구비될 수 있다. 상기 뿔 형태로 형성된 펜 팁(23)은 꼭지점(23a)이 본체(21)의 외부를 향하도록 배치될 수 있다.As shown in Fig. 18, the pen tip 23 may be formed in the shape of a horn including one vertex 23a and one bottom 23b. The pen tip 23 may be provided with a side surface 23c connecting the vertex 23a and the bottom surface 23b. The pen tip 23 formed in the shape of the horn may be disposed such that the vertex 23a faces the outside of the main body 21. [

상기 뿔 형태는 밑면(23b)의 모양에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 펜 팁(23)은 밑면이 사각형인 경우 사각뿔일 수 있으며, 밑면이 원형인 경우 원뿔일 수 있다. 다만, 펜 팁(23)의 뿔 형태는 이에 한정되는 것이 아니고, 펜 팁(23)이 꼭지점을 기준으로 기울어짐에 따라 뿔의 측면과 터치 패널 사이의 거리가 인접하게 되는 모든 뿔 형태를 포함할 수 있다.The shape of the horn may vary according to the shape of the bottom surface 23b. For example, the pen tip 23 may be a quadrangular pyramid when the bottom surface is a quadrangle, or a cone when the bottom surface is circular. However, the shape of the horn of the pen tip 23 is not limited thereto, and may include all the horn shapes in which the distance between the side of the horn and the touch panel becomes adjacent as the pen tip 23 is tilted with respect to the vertex .

도 19의 (a)에는 뿔 형태로 형성된 펜 팁(23)을 구비한 스타일러스 펜(20)이 터치 패널(200)을 기준으로 수직인 상태로 터치가 가해지는 것에 도시되어 있다. 한편, 도 19의 (b)에는 뿔 형태로 형성된 펜 팁(23)을 구비한 스타일러스 펜(20)이 터치 패널(200)에 대하여, 꼭지점을 기준으로 기울어진 상태로 터치가 가해지는 것이 도시되어 있다.19 (a), a stylus pen 20 having a pen tip 23 formed in the shape of a horn is touched in a state in which the stylus pen 20 is vertical with respect to the touch panel 200. 19B shows that the stylus pen 20 having the pen tip 23 formed in the shape of a horn is touched with respect to the touch panel 200 in a state of being tilted with respect to the vertex of the touch panel 200 have.

도 19의 (a)의 경우, 펜 팁(23)과 터치 패널(200) 사이에서 정전 용량 커플링에 의해 발생되는 상호 용량 캐패시턴스(C_M1)는 도 19의 (b)의 경우 발생되는 상호 용량 캐패시턴스(C_M2)보다 작은걸 알 수 있다. 즉, 도 19의 (b)의 경우, 뿔 형태로 형성된 펜 팁(23)이 꼭지점(23a)를 기준으로 기울어짐에 따라, 펜 팁(23)의 측면(23c)과 터치 패널(200) 사이의 가용 면적이 늘어나고, 상기 펜 팁(23)의 측면(23c)과 터치 패널(200) 사이의 거리가 짧아지므로, C_M2는C_M1보다 큰 용량을 가지게 된다.19A, the mutual capacitance C _M1 generated by the capacitive coupling between the pen tip 23 and the touch panel 200 corresponds to the mutual capacitance C _M1 generated in the case of FIG. 19 (b) Is smaller than the capacitance C _M2 . 19 (b), as the pen tip 23 formed in the shape of a horn is inclined with respect to the vertex 23a, the distance between the side 23c of the pen tip 23 and the touch panel 200 of increasing the available surface area, the distance between the side surface (23c) and a touch panel 200 of the pen tip 23 becomes shorter, _M2 is C C _M1 .

도 20은 터치 패널을 기준으로 뿔 형태로 형성된 펜 팁(23)을 수직인 상태로 터치를 가했을 경우(도 19의 (a))와 기울인 상태로 터치를 가했을 경우(도 19의 (b))에 터치 패널(200)에서 감지되는 전기 신호를 측정한 데이터이다.20 shows a case where a touch is applied in a state in which the pen tip 23 formed in the shape of a horn with the touch panel as a reference is tilted as shown in Fig. 19 (a) Which is measured by an electric signal sensed by the touch panel 200.

도 20을 참조하면, 터치 패널 전극의 센싱 전극(Rx)이 감지하는 전기 신호(전압(VRx))의 크기는, 도 19의 (b)과 같이, 뿔 형태로 형성된 펜 팁(23)을 기울여서 터치를 가했을 경우 수직으로 터치를 가했을 경우보다 더 크다.20, the magnitude of the electric signal (voltage VRx) sensed by the sensing electrode Rx of the touch panel electrode is obtained by tilting the pen tip 23 formed in a horn shape as shown in FIG. 19 (b) If you apply a touch, it is bigger than when you touch it vertically.

한편, 도 21에는 펜 팁(21)이 반 구의 형태로 형성된 것이 도시되어 있다.On the other hand, FIG. 21 shows that the pen tip 21 is formed in the shape of a hemisphere.

펜 팁(23)은, 도 21에 도시된 것과 같이, 반구로 형성될 수 있다. 또한, 반구로 형성된 펜 팁(23)은 반구의 밑 면이 본체에 접촉되도록 배치될 수 있다.The pen tip 23 may be formed as a hemisphere as shown in Fig. Further, the pen tip 23 formed of hemispheres can be arranged so that the bottom surface of the hemisphere is in contact with the main body.

상기 펜 팁(23)이 반 구의 형태로 형성되는 경우, 스타일러스 펜(20)과 터치 패널(200) 사이에서 송수신되는 전기 신호는 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 터치패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기는, 스타일러스 펜이 기울어지더라도 일정하게 유지될 수 있다.When the pen tip 23 is formed in the shape of a hemisphere, the electric signal transmitted / received between the stylus pen 20 and the touch panel 200 can be kept constant. That is, the size of the electric signal transmitted / received between the touch panel 200 and the stylus pen 20 can be kept constant even when the stylus pen is inclined.

이 경우에도, 본 발명은 펜 팁(23)이 도체로 형성되고, LC회로와 전기적으로 연결되었을 때, 스타일러스 펜과 터치 패널 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기가 증가되는 효과를 가질 수 있다. 또한, 본 발명은 펜 팁(23)을 반 구 형태로 형성함으로써, 상기 크기가 증가된 전기 신호를 일정하게 유지시킬 수 있다. 따라서, 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에서 송수신되는 전기 신호의 안정성을 증진시킬 수 있다.In this case as well, the present invention can have the effect of increasing the size of the electric signal transmitted / received between the stylus pen and the touch panel when the pen tip 23 is formed of a conductor and electrically connected to the LC circuit. Further, according to the present invention, the pen tip 23 is formed in a semi-spherical shape, so that the increased electrical signal can be kept constant. Therefore, the stability of the electric signal transmitted and received between the touch panel 200 and the stylus pen 20 can be improved.

도시되진 않았지만, 펜 팁(23)은 뿔 형태와 반 구 형태가 결합된 형태로 형성될 수도 있다. 구체적으로, 펜 팁(23)은 뿔 형태를 기본으로, 꼭지점 부분만 반구 형태로 형성될 수 있다. 이 경우, 송수신되는 전기 신호의 크기는 펜 팁(23)이 기 설정된 기울기 이하로 기울어진 경우에는 일정하게 유지되고, 상기 기 설정된 기울기 이상으로 기울어진 경우 증가될 수 있다.Although not shown, the pen tip 23 may be formed in a combination of a horn shape and a hemispherical shape. Specifically, the pen tip 23 may be formed in a hemispherical shape, and only a vertex portion may be formed in a hemispherical shape. In this case, the magnitude of the electric signal transmitted and received can be kept constant when the pen tip 23 is inclined below a predetermined inclination, and increased when the pen tip 23 is inclined beyond the predetermined inclination.

위에서 설명한 내용을 스타일러스 펜(20)에 포함된 구성으로 보다 구체적으로 설명한다.The above-described contents will be described in more detail with the configuration included in the stylus pen 20. [

본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜(20)은 본체(21), 도체로 형성되며, 상기 본체의 외부로 돌출되어 터치패널에 터치를 가하도록 형성되는 펜 팁(23) 및 상기 본체 내에 구비되고, 인덕터 및 캐패시터를 포함하며, 상기 터치 패널과의 사이에서 정전 용량 커플링이 발생되도록 상기 펜 팁과 전기적으로 연결되는 LC회로(22)를 포함할 수 있다. 상기 LC회로(22)를 정전 용량 커플링을 이용하여, 상기 터치 패널(200)과 전기 신호를 송수신할 수 있다.The stylus pen 20 according to an embodiment of the present invention includes a main body 21 and a pen tip 23 protruding out of the main body to be touched to the touch panel, And an LC circuit (22) including an inductor and a capacitor, and electrically connected to the pen tip so as to generate a capacitive coupling with the touch panel. The LC circuit 22 can transmit and receive an electric signal to / from the touch panel 200 using the capacitive coupling.

상기 전기 신호는 상기 도체로 형성된 펜 팁을 통하여 상기 터치 패널(200)과 상기 LC회로(22)의 사이에서 송수신될 수 있다. 이를 위해, 펜 팁(23)이 도체로 형성되어 있고, LC회로(22)와 전기적으로 연결될 수 있다.The electrical signal may be transmitted and received between the touch panel 200 and the LC circuit 22 through a pen tip formed of the conductor. To this end, the pen tip 23 is formed of a conductor and can be electrically connected to the LC circuit 22. [

상기 LC회로(22)는, 상기 터치 패널(200)에서 전송되는 전기 신호를 상기 도체로 형성된 펜 팁(23)을 통해 수신하고, 상기 수신한 전기 신호를 이용하여 공진이 발생되도록 형성될 수 있다. 여기서, LC회로는 공진이 발생한 상태에서 터치 패널(200)로 전기 신호를 부가할 수 있다. 여기서, 상기 전기 신호는 제1 전기 신호일 수 있다.The LC circuit 22 receives an electric signal transmitted from the touch panel 200 through the pen tip 23 formed of the conductor and generates resonance using the received electric signal . Here, the LC circuit can add an electric signal to the touch panel 200 in a state where resonance occurs. Here, the electric signal may be a first electric signal.

상기 펜 팁(23)은 하나의 밑면(23b)과 하나의 꼭지점(23a)을 갖는 뿔 형태로 형성되고, 상기 꼭지점이 상기 본체의 외부를 향하도록 배치될 수 있다. 상기 펜 팁(23)에서 수신하는 전기 신호의 크기는, 상기 펜 팁이 상기 꼭지점(23a)을 기준으로 기울어지는 정도에 비례하여 증가할 수 있다.The pen tip 23 may be formed in the shape of a horn having one bottom surface 23b and one vertex 23a, and the vertex may be disposed to face the outside of the main body. The magnitude of the electric signal received by the pen tip 23 may increase in proportion to the degree of tilting of the pen tip with respect to the vertex 23a.

상기 LC회로(22)는 상기 펜 팁에 압력이 가해지는 것에 근거하여 전기 용량이 가변되는 가변 캐패시터(ΔC)를 더 포함할 수 있다. 상기 LC회로(22)는, 상기 스타일러스 펜의 터치동작에 의하여 상기 가변 캐패시터의 전기 용량이 변경되는 것에 근거하여 상기 터치패널로 부가하는 제1 전기 신호를 제2 전기 신호로 변경할 수 있다. 구체적으로 상기 스타일러스 펜(20)의 터치동작은 상기 펜 팁(23)에 압력이 가해지는 것으로 이해되어질 수 있다. 즉, 상기 스타일러스 펜의 터치동작에 의하여 상기 펜 팁(23)에 압력이 가해지면, 상기 가변 캐패시터(ΔC)의 전기 용량은 변경될 수 있다. LC회로(22)는 상기 전기 용량이 가변되는 것에 따라 공진 주파수가 다른 전기 신호를 발생시킬 수 있다. 즉, LC회로(22)는 펜 팁(23)에 압력이 가해지기 전에 발생된 제1 전기 신호를, 상기 펜 팁(23)에 압력이 가해지는 것에 근거하여 상기 제1 전기 신호와 다른 제2 전기 신호로 변경할 수 있다.The LC circuit 22 may further include a variable capacitor C whose capacitance is varied based on a pressure applied to the pen tip. The LC circuit 22 may change the first electrical signal added to the touch panel to the second electrical signal based on the capacitance of the variable capacitor being changed by the touch operation of the stylus pen. Specifically, the touch operation of the stylus pen 20 can be understood as applying pressure to the pen tip 23. That is, when pressure is applied to the pen tip 23 by the touch operation of the stylus pen, the electric capacity of the variable capacitor? C can be changed. The LC circuit 22 can generate an electric signal having a different resonance frequency as the capacitance is varied. That is, the LC circuit 22 outputs a first electrical signal generated before the pressure is applied to the pen tip 23, based on the pressure applied to the pen tip 23, It can be changed to electric signal.

상기 제2 전기 신호는, 상기 도체로 형성된 펜 팁(23)을 통하여 상기 터치 패널(200)로 송신될 수 있다. 이를 위해, 상기 펜 팁(23)은 도체로 형성되며, LC회로(22)와 전기적으로 연결될 수 있다.The second electrical signal may be transmitted to the touch panel 200 through the pen tip 23 formed of the conductor. For this, the pen tip 23 is formed of a conductor and can be electrically connected to the LC circuit 22. [

상기 펜 팁(23)은 하나의 밑면(23b)과 하나의 꼭지점(23a)을 갖는 뿔 형태로 형성되고, 상기 꼭지점이 상기 본체의 외부를 향하도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 펜 팁(23)에서 송신되는 상기 제2 전기 신호의 크기는, 상기 펜 팁(23)이 상기 꼭지점(23a)을 기준으로 기울어지는 정도에 비례하여 증가할 수 있다.The pen tip 23 may be formed in the shape of a horn having one bottom surface 23b and one vertex 23a, and the vertex may be disposed to face the outside of the main body. The magnitude of the second electrical signal transmitted from the pen tip 23 may increase in proportion to the degree of tilting of the pen tip 23 with respect to the vertex 23a.

한편, 상기 펜 팁(23)은 반구로 형성되고, 상기 반구의 밑면이 상기 본체와 접촉되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 터치패널(200)과 상기 펜 팁(23) 사이에서 송수신되는 전기 신호는, 상기 펜 팁이 기울어지더라도 일정하게 유지될 수 있다.Meanwhile, the pen tip 23 may be formed as a hemisphere, and a bottom surface of the hemisphere may be arranged to be in contact with the main body. In this case, the electric signal transmitted / received between the touch panel 200 and the pen tip 23 can be kept constant even if the pen tip is inclined.

이상에서 살펴본 것과 같이, 본 발명에서는 스타일러스 펜(20)을 구성하는 펜 팁(23)을 도체로 형성하고, LC회로(22)와 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이로 인해, 정전 용량 커플링 방식으로 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기를 증가시킬 수 있다.As described above, in the present invention, the pen tip 23 constituting the stylus pen 20 can be formed as a conductor and electrically connected to the LC circuit 22. [ Therefore, it is possible to increase the size of the electric signal transmitted / received between the touch panel 200 and the stylus pen 20 by the capacitive coupling method.

또한, 본 발명에서는 상기 펜 팁(23)을 뿔 형태로 형성시켜 상기 펜 팁(23)이 기울어짐에 따라 정전 용량 커플링 방식으로 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기를 증가시킬 수 있다.In addition, in the present invention, the pen tip 23 is formed in a horn shape so that electricity is transmitted and received between the touch panel 200 and the stylus pen 20 in a capacitive coupling manner as the pen tip 23 is tilted. The size of the signal can be increased.

이하에서는, 스타일러스 펜의 펜 팁이 뿔 형태로 형성된 경우, 터치 패널에서 상기 스타일러스 펜으로부터 가해지는 터치 지점을 결정하는 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, a method of determining a touch point applied from the stylus pen in a touch panel when the pen tip of the stylus pen is formed in a horn shape will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 22는 터치 패널에서 감지되는 전기 신호에 근거하여 터치 지점을 결정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 23 및 도 24는 펜 팁에 비전도성의 보호 부재가 형성되는 경우, 터치 패널에서 감지되는 전기 신호에 근거하여 터치 지점을 결정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.FIG. 22 is a conceptual diagram for explaining a method of determining a touch point based on an electrical signal sensed by a touch panel, and FIGS. 23 and 24 are diagrams for explaining a method of detecting a touch point when a non- Fig. 7 is a conceptual diagram for explaining a method of determining a touch point based on an electric signal. Fig.

위에서 설명한 것과 같이, 스타일러스 펜(20)은 LC회로(22)에서 터치 패널(200)로 부가되는 제1 전기 신호를, 터치 패널(200)에 압력을 가하는 것에 근거하여 제2 전기 신호로 변경하여 전송한다. 제어부(180)는 상기 터치 패널(200)로 송신되는 제2 전기 신호를 감지하여, 상기 터치 패널(200)에서의 터치 지점을 결정할 수 있다.As described above, the stylus pen 20 changes the first electrical signal added to the touch panel 200 in the LC circuit 22 to the second electrical signal based on the pressure applied to the touch panel 200 send. The controller 180 may determine a touch point on the touch panel 200 by sensing a second electrical signal transmitted to the touch panel 200.

상기 제2 전기 신호는 도체로 형성된 펜 팁(23)을 통하여 상기 터치 패널(200)로 송신될 수 있다. 터치 패널(200)에서 상기 제2 전기 신호(공진 주파수가 변경된 전기 신호)를 수신하는 방법은 도 3 내지 16에서 설명한 내용을 동일/유사하게 유추적용할 수 있다.The second electrical signal may be transmitted to the touch panel 200 through a pen tip 23 formed of a conductor. The method of receiving the second electric signal (the electric signal whose resonant frequency is changed) in the touch panel 200 can be applied to the same or similar analogous or similar components as described in FIGS.

여기서, 상기 펜 팁(23)이 뿔 형태로 형성되는 경우, 상기 스타일러스 펜에서 송신되는 제2 전기 신호의 크기는, 상기 펜 팁(23)이 꼭지점을 기준으로 기울어지는 정도에 비례하여 증가될 수 있다.Here, when the pen tip 23 is formed in a horn shape, the size of the second electrical signal transmitted from the stylus pen may be increased in proportion to the degree of tilting of the pen tip 23 with respect to the vertex have.

제어부(180)는, 상기 제2 전기 신호가 감지된 지점 중 제2 전기 신호의 크기가 임계값 이상인 지점을 터치 지점으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 임계값 이상의 크기를 갖는 지점은, 터치 패널(200)에서 펜 팁(23)의 꼭지점(23c)에 의해 터치가 가해진 지점일 수 있다.The control unit 180 may determine a point where the magnitude of the second electrical signal is greater than or equal to a threshold value as the touch point. For example, a point having a size larger than the threshold value may be a point at which a touch is applied by the vertex 23c of the pen tip 23 in the touch panel 200. [

한편, 상기 펜 팁(23)이 뿔 형태로 형성되고, 상기 펜 팁(23)이 꼭지점을 기준으로 기울어짐에 따라, 상기 터치 패널(200)에서는 일 영역에서 상기 임계값 이상의 크기를 갖는 제2 전기 신호가 감지될 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(200)은, 도 22의 (a)에 도시된 것과 같이, 뿔 형태의 펜 팁(23)이 기울어짐에 따라 제2 전기 신호의 크기가 임계값 이상인 제2 전기 신호를 일 영역(400)에서 감지할 수 있다.As the pen tip 23 is formed in the shape of a horn and the pen tip 23 is tilted with respect to the vertex of the touch panel 200, An electrical signal can be detected. For example, as shown in FIG. 22 (a), the touch panel 200 may display a second electric signal having a magnitude of a second electric signal equal to or greater than a threshold value as the horn-shaped pen tip 23 is tilted, In one area (400).

상기 일 영역(400)은 상기 뿔 형태의 펜 팁(23)이 기울어지는 정도, 펜 팁(23)의 형태 등에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 일 영역(400)은 기울어진 상태인 뿔 형태의 펜 팁을 터치 패널(200)에 수직으로 평행 광선을 비출 때 생기는 그림자의 형태일 수 있다. 즉, 상기 일 영역(400)은 상기 기울어진 상태인 뿔 형태의 펜 팁(23)을 터치 패널(20)로 정사영(orthogonal projection)시킴에 따라 생성되는 형태를 가질 수 있다.The area 400 may vary depending on the degree of inclination of the horn-shaped pen tip 23, the shape of the pen tip 23, and the like. For example, the one region 400 may be in the form of a shadow that occurs when a horn-shaped pen tip is tilted and a parallel light beam is projected perpendicularly to the touch panel 200. That is, the one area 400 may be formed by orthogonal projection of the tilted horn-shaped pen tip 23 to the touch panel 20.

예를 들어, 뿔 형태의 펜 팁(23)이 기울어진 상태로 터치 패널(200)에 터치가 가해진 경우, 상기 일 영역(400)은 삼각형의 형태일 수 있다.For example, when the touch panel 200 is touched with the horn-shaped pen tip 23 inclined, the one area 400 may be in the shape of a triangle.

스타일러스 펜(20)이 기울어짐에 따라 상기 터치 패널(200)의 일 영역(400)에서 임계값 이상의 크기를 갖는 제2 전기 신호를 수신하는 경우에, 상기 터치 지점은 상기 감지된 일 영역에 기초하여 결정될 수 있다.When receiving a second electrical signal having a magnitude equal to or greater than a threshold value in one area 400 of the touch panel 200 as the stylus pen 20 is tilted, &Lt; / RTI >

여기서, 임계값 이상의 크기를 갖는 제2 전기 신호가 일 영역에서 감지된다는 것은, 터치 패널과 스타일러스 펜 사이에서 정전 용량 커플링 방식으로 송수신되는 전기 신호의 크기가 증가된다는 의미로 받아들여질 수 있다.Here, the fact that the second electrical signal having a magnitude equal to or greater than the threshold value is sensed in one region can be taken to mean that the magnitude of the electric signal transmitted and received between the touch panel and the stylus pen is increased by the capacitive coupling method.

상기 일 영역에서 감지되는 상기 제2 전기 신호의 크기는, 도 19의 (b)에서 설명한 것과 같이, 상기 터치 패널과 상기 펜 팁의 측면 사이의 거리에 따라 달라질 수 있다. 상기 일 영역(400)에서 감지되는 제2 전기 신호의 크기는, 도 22의 (c)에 도시된 것과 같이, (1)영역이 가장 크고, 그 다음으로 (2)영역, (3)영역 순으로 클 수 있다. 상기 (1) 영역은 뿔 형태의 펜 팁 측면(23c)에서 꼭지점(23a)에 인접한 부분이 정사영된 영역일 수 있다.The magnitude of the second electrical signal sensed in one area may vary depending on the distance between the touch panel and the side surface of the pen tip, as described in FIG. 19 (b). The size of the second electrical signal sensed in the one area 400 is the largest in area (1), followed by area (2), area (3), and area . The area (1) may be an area in which a portion adjacent to the vertex 23a in the horn-shaped pen tip side 23c is orthogonalized.

도 22의 (c)에서는 설명의 편의를 위하여 (1), (2), (3) 영역으로 구분하여 도시하였으나, 실제에서는 제2 전기 신호의 크기가 (1)에서부터 (3)까지 점진적으로 작아지게 된다. 상기 터치패널(200)에서 감지되는 제2 전기 신호의 크기는 터치 패널과 펜 팁 측면 사이의 거리가 가까울수록 커지기 때문이다.22 (c), the regions are divided into (1), (2), and (3) regions for convenience of explanation. Actually, the size of the second electric signal gradually decreases from (1) to . The size of the second electrical signal sensed by the touch panel 200 increases as the distance between the touch panel and the side of the pen tip increases.

제어부(180)는 일 영역(400)에서 감지되는 제2 전기 신호의 크기에 근거하여 터치 지점(410)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 일 영역(400)이 정삼각형에 해당하는 경우, 상기 터치 지점(410)은, 도 22의 (c)에 도시된 것과 같이, 상기 일 영역(400) 내에서 제2 전기 신호의 크기가 가장 큰 지점(410)으로 결정될 수 있다. 상기 가장 큰 지점(410)은 펜 팁(23)과 터치 패널(200) 사이의 거리가 가장 가까운 꼭지점(또는, 펜 팁의 측면 중 꼭지점에 가장 인접한 부분)이 정사영된 지점일 수 있다.The controller 180 may determine the touch point 410 based on the magnitude of the second electric signal sensed in one area 400. For example, when the one area 400 corresponds to a regular triangle, the touch point 410 may include a portion of the second electric signal in the one area 400, as shown in FIG. 22 (c) It may be determined as the point 410 having the largest size. The largest point 410 may be a vertex at which the distance between the pen tip 23 and the touch panel 200 is the closest to the touch point (or a point closest to the vertex of the side of the pen tip).

또한, 제어부(180)는 일 영역(400)의 형태에 근거하여 터치 지점을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 일 영역(400)의 형태가 이등변 삼각형인 경우, 상기 터치 지점은 이등변 삼각형의 꼭지각에 대응되는 지점으로 결정될 수 있다. In addition, the controller 180 can determine the touch point based on the shape of the area 400. [ For example, when the shape of the one area 400 is an isosceles triangle, the touch point may be determined as a point corresponding to an apex angle of an isosceles triangle.

한편, 상기 펜 팁(23)의 꼭지점에는, 도 23에 도시된 것과 같이, 비전도성의 보호 부재(25)가 형성될 수 있다. 상기 비전도성의 보호 부재(25)는 펜 팁(23)을 터치 패널(200)에 가압(터치)할 때, 상기 터치 패널(200)의 손상을 방지하는 역할을 한다.On the other hand, at the vertex of the pen tip 23, as shown in Fig. 23, a non-conductive protective member 25 may be formed. The nonconductive protective member 25 prevents the touch panel 200 from being damaged when the pen tip 23 is pressed against the touch panel 200.

스타일러스 펜(20)의 펜 팁(23)에 상기 비전도성의 보호 부재(25)가 형성된 채로 터치 패널(200)에 터치가 가해지는 경우, 터치 패널(200)은 상기 펜 팁(23)으로부터 전송되는 제2 전기 신호를 수신할 수 있다. 상기 스타일러스 펜(20)과 터치 패널(200) 사이에 전기 신호를 송수신하는 것은 정전 용량 커플링 방식을 통해 수행되므로, 직접적인 터치가 필요 없기 때문이다(상기 터치는 LC회로의 공진 주파수를 변경하기 위한 터치이다).When the touch panel 200 is touched while the non-conductive protective member 25 is formed on the pen tip 23 of the stylus pen 20, the touch panel 200 is transferred from the pen tip 23 The second electrical signal can be received. This is because it is not necessary to directly touch the stylus pen 20 and the touch panel 200 because the electrostatic coupling is performed through the electrostatic coupling between the stylus pen 20 and the touch panel 200 Touch).

도 24의 (a)에 도시된 것과 같이, 펜 팁(23)의 꼭지점에 비 전도성의 보호 부재가 형성된 채로 터치 패널(200)에 터치가 가해지면, 도 24의 (b)에 도시된 것과 같이, 터치 패널(400)에서는 임계값 이상의 크기를 갖는 제2 전기 신호가 일 영역(400)에서 감지될 수 있다. 24 (a), when a touch is applied to the touch panel 200 while a non-conductive protective member is formed at the vertex of the pen tip 23, as shown in FIG. 24 (b) The second electric signal having the magnitude of the threshold value or more may be sensed in one region 400 of the touch panel 400.

이 때, 제어부(180)는 일 영역(400)의 형태가 기 설정된 형태에 해당하면, 상기 일 영역을 벗어난 지점을 터치 지점으로 결정할 수 있다.At this time, if the shape of one area 400 corresponds to the predetermined shape, the controller 180 can determine a point outside the one area as the touch point.

예를 들어, 상기 일 영역은, 뿔 형태이고, 꼭지점에 비 전도성의 보호 부재가 형성된 펜 팁을 정사영 시킴에 따라 사다리꼴 형태일 수 있다. 여기서, 기 설정된 형태가 사다리꼴 형태에 해당하면, 도 24의 (c)에 도시된 것과 같이, 상기 터치 지점은 사다리꼴에서 가장 긴 변과 상기 긴 변에 반대되는 변을 연결하는 빗변들에 대하여, 상기 빗변들의 연장선이 교차하는 지점(410)일 수 있다.For example, the one region may be in the form of a horn, and may have a trapezoidal shape by orthogonally extending a pen tip having a non-conductive protective member at its apex. If the preset shape corresponds to a trapezoidal shape, as shown in (c) of FIG. 24, the touch point may be formed in such a manner that, with respect to the hypotenuses connecting the longest side in the trapezoid and the side opposite to the long side, (410) where the extension lines of the hypotenuses intersect.

이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명의 터치 패널은 뿔 형태의 펜 팁을 구비한 스타일러스 펜이 기울어지는 정도에 비례하여 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 제2 전기 신호를 더 크게 감지할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 터치패널의 일 영역에서 상기 제2 전기 신호가 감지되는 경우, 도 22 내지 도 24의 방법을 통해 터치 지점을 결정할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 스타일러스 펜이 기울어짐에 따라 터치 패널과 스타일러스 펜 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기를 증가시켜 스타일러스 펜의 터치 인식률을 증가시킬 수 있다. 또한, 일 영역에서 가해지는 전기 신호에 근거하여 터치 지점을 결정할 수 있어 터치 지점에 대한 정확도도 현저히 상승시킬 수 있다.As described above, the touch panel of the present invention can sense the second electrical signal received from the stylus pen in proportion to the degree of tilting of the stylus pen having the horn-shaped pen tip. In addition, when the second electrical signal is sensed in one area of the touch panel, the controller may determine the touch point through the method of FIGS. 22 to 24. FIG. Therefore, according to the present invention, as the stylus is inclined, the magnitude of electrical signals transmitted and received between the touch panel and the stylus pen can be increased to increase the touch recognition rate of the stylus pen. In addition, since the touch point can be determined based on the electric signal applied in one region, the accuracy with respect to the touch point can be significantly increased.

한편, 본 발명의 스타일러스 펜은 상기 본체 내에 구비되며, 상기 LC회로와 전기적으로 연결되어 상기 전기 신호의 크기를 증가시키는 전도성 부재(24)를 더 포함할 수 있다. 상기 전도성 부재(24)는, 도 17에 도시된 것과 같이, 본체(21)의 내부에 구비될 수 있으며, LC회로(22)와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서 전기적으로 연결된다는 것은, LC회로(22)가 펜 팁(23)과 전기적으로 연결되는 것과 마찬가지로 전도성 부재(24)와 상기 LC회로(22)가 전기신호를 직접적으로 송수신할 수 있는 물체(예를 들어, 전선)로 연결되어 있는 것을 의미할 수 있다.Meanwhile, the stylus pen of the present invention may further include a conductive member 24 provided in the body and electrically connected to the LC circuit to increase the size of the electrical signal. The conductive member 24 may be provided inside the main body 21 and may be electrically connected to the LC circuit 22, as shown in Fig. Here, the electrical connection means that the conductive member 24 and the LC circuit 22 are electrically connected to each other by an object (for example, a liquid crystal display panel) in which the LC circuit 22 is electrically connected to the pen tip 23 For example, a wire).

도 25에 도시된 것과 같이, 본 발명에서는 LC회로(22)와 전도성 부재(24)를 전기적으로 연결함으로써, 터치패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기를 증가시킬 수 있다. 25, in the present invention, by electrically connecting the LC circuit 22 and the conductive member 24, it is possible to increase the size of the electric signal transmitted / received between the touch panel 200 and the stylus pen 20 .

도 25의 (a)에 도시된 것과 같이, LC회로(22)가 전도성 부재(24)와 연결되지 않은 상태에서 터치 패널(200)에 터치 가해진 경우 터치 패널 전극의 센싱 전극(RX)에서 감지하는 전기 신호는, 도 25의 (b)에 도시된 것과 같이, LC회로(22)가 전도성 부재(24)와 전기적으로 연결된 상태에서 터치 패널(200)에 터치가 가해진 경우 터치 패널 전극의 센싱 전극(RX)에서 감지하는 전기 신호보다 작은 것을 알 수 있다. 즉, 스타일러스 펜(20)에서 LC회로(22)와 전도성 부재(24)가 전기적으로 연결된 경우, 스타일러스 펜(20)과 터치 패널(200) 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기는 증가하는 것을 알 수 있다. 상기 전도성 부재(24)는 가상 접지(virtual ground(GND))의 역할을 하는 것으로 이해되어질 수 있다.25 (a), when the touch panel 200 is touched in a state where the LC circuit 22 is not connected to the conductive member 24, it is detected by the sensing electrode RX of the touch panel electrode 25B, when the touch panel 200 is touched with the LC circuit 22 electrically connected to the conductive member 24, the electric signal is applied to the sensing electrode (not shown) of the touch panel electrode RX). That is, when the LC circuit 22 and the conductive member 24 are electrically connected in the stylus pen 20, the magnitude of the electric signal transmitted and received between the stylus pen 20 and the touch panel 200 increases have. The conductive member 24 may be understood to serve as a virtual ground (GND).

이상에서 살핀 것과 같이, 본 발명에서는 LC회로와 전도성 부재를 전기적으로 연결함으로써, 스타일러스 펜(20)과 터치 패널(200) 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기를 증가시킬 수 있다.As described above, in the present invention, the size of an electric signal transmitted / received between the stylus pen 20 and the touch panel 200 can be increased by electrically connecting the LC circuit and the conductive member.

한편, 본 발명에서는 터치 패널을 구성하는 터치 패널 전극의 형태를 변형하여, 스타일러스 펜(20)과 터치 패널(200) 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기를 증가시킬 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the shape of the touch panel electrode constituting the touch panel may be modified to increase the size of the electric signal transmitted / received between the stylus pen 20 and the touch panel 200.

터치 패널에 포함된 복수의 터치 패널 전극은, 도 26의 (a)에 도시된 것과 같이, 복수개 배열되는 구동 전극(Tx 전극선) 및 상기 구동 전극과 교차하여 배열되는 복수의 센싱 전극(Rx 전극선)을 포함할 수 있다. 26A, a plurality of touch panel electrodes included in the touch panel include a plurality of driving electrodes (Tx electrode lines) and a plurality of sensing electrodes (Rx electrode lines) arranged to intersect with the driving electrodes, . &Lt; / RTI >

상기 구동 전극은 스타일러스 펜(20)으로 전기 신호를 송신하는 역할을 한다. 또한, 상기 센싱 전극은 스타일러스 펜(20)으로부터 수신되는 전기 신호(제2 전기 신호)를 검출하는 역할을 한다.The driving electrode serves to transmit an electric signal to the stylus pen 20. In addition, the sensing electrode serves to detect an electrical signal (second electrical signal) received from the stylus pen 20.

또한, 스타일러스 펜(20)으로부터 수신되는 전기 신호의 검출율을 증가시키기 위해, 상기 구동 전극의 폭은 상기 센싱 전극의 폭보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 구동 전극의 폭을 센싱 전극의 폭보다 크게 형성시킴으로써, 스타일러스 펜(20)과 터치 패널(200) 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기를 증가시킬 수 있다. 여기서, 전기 신호의 크기를 증가시킨다는 것은, 스타일러스 펜으로부터 송신되는 전기 신호를 터치 패널에서 검출하는 검출율이 증가한다는 의미일 수 있다.Further, in order to increase the detection rate of an electric signal received from the stylus pen 20, the width of the driving electrode may be larger than the width of the sensing electrode. That is, in the present invention, the width of the driving electrode is made larger than the width of the sensing electrode, so that the size of the electric signal transmitted / received between the stylus pen 20 and the touch panel 200 can be increased. Here, increasing the size of the electrical signal may mean that the detection rate for detecting the electrical signal transmitted from the stylus pen by the touch panel is increased.

이하에서는, 도 26의 (b)와 도 26의 (c)를 참조하여, 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, a more detailed description will be given with reference to Figs. 26 (b) and 26 (c).

도 26의 (b)에는 터치 패널 전극 중 Tx 전극선으로부터 스타일러스 펜(20)으로 전기 신호(전력)을 전송하는 등가회로가 도시되어 있다.26 (b) shows an equivalent circuit for transferring an electric signal (electric power) from the Tx electrode line of the touch panel electrode to the stylus pen 20. In Fig.

위에서 설명한 것과 같이, Tx 전극선에는 AC 전압 발생부(110) 또는 전원 공급부(110)가 연결될 수 있다. Vtx는 Tx전극선에 가해지는 신호 전압, Rtx는 Tx전극선의 등가 저항, Ctxp는 tx전극의 부유 용량 캐패시턴스, Cm1은 터치 패널의 TX전극선(또는 Ctxp)과 스타일러스 펜의 캐패시터(Cs) 사이에서 정전 용량 커플링에 의해 발생되는 상호 용량 캐패시턴스, Cs는 스타일러스 펜의 LC회로에 구비된 캐패시턴스, Ls는 스타일러스 펜의 LC회로에 구비된 인덕턴스를 의미한다.As described above, the AC voltage generating unit 110 or the power supply unit 110 may be connected to the Tx electrode line. Vtx is the signal voltage applied to the Tx electrode line, Rtx is the equivalent resistance of the Tx electrode line, Ctxp is the stray capacitance capacitance of the tx electrode, Cm1 is capacitance between the TX electrode line (or Ctxp) of the touch panel and the capacitor Cs of the stylus pen Cs is the capacitance of the LC circuit of the stylus pen, and Ls is the inductance of the LC circuit of the stylus pen.

터치 패널(200)로부터 전송되는 전기 신호에 의해 상기 스타일러스 펜(20)에 공급되는 Vs는 아래와 같은 수학식11의 관계를 만족할 수 있다.The Vs supplied to the stylus pen 20 by the electric signal transmitted from the touch panel 200 can satisfy the following expression (11).

한편, 도 26의 (c)에는 스타일러스 펜(20)으로부터 터치 패널 전극 중 RX 전극선으로 전기 신호를 전송하는 등가회로가 도시되어 있다.On the other hand, FIG. 26C shows an equivalent circuit for transmitting an electric signal from the stylus pen 20 to the RX electrode line of the touch panel electrode.

Vrx는 RX전극선에서 검출되는 신호 크기, Rrx는 RX전극선의 등가저항, Crxp는 RX전극선의 부유 용량 캐패시턴스, Cm2는 터치 패널의 RX전극선(Crxp)과 스타일러스 펜의 캐패시터(Cs) 사이에서 정전 용량 커플링에 의해 발생되는 상호 용량 캐패시턴스, Cs는 스타일러스 펜의 LC회로에 구비된 캐패시턴스, Ls는 스타일러스 펜의 LC회로에 구비된 인덕턴스를 의미한다.Vrx is the magnitude of the signal detected at the RX electrode line, Rrx is the equivalent resistance of the RX electrode line, Crxp is the stray capacitance capacitance of the RX electrode line, Cm2 is the capacitance between the RX electrode line Crxp of the touch panel and the capacitor Cs of the stylus pen. Cs is the capacitance of the LC circuit of the stylus pen, and Ls is the inductance of the LC circuit of the stylus pen.

상기 스타일러스 펜(20)에로부터 수신되는 전기 신호를 터치 패널의 RX전극선에 센싱한 크기 Vrx는 아래와 같은 수학식12의 관계를 만족할 수 있다.The magnitude Vrx obtained by sensing the electric signal received from the stylus pen 20 on the RX electrode line of the touch panel can satisfy the following expression (12).

상기 수학식 11 및 수학식 12을 이용해 수학식 13를 도출할 수 있다.Equation (13) can be derived using Equations (11) and (12).

여기서, Crxp >> Cm2를 만족하므로, 상기 수학식 13은 수학식 14로 서술할 수 있다.Here, since Crxp > Cm2 is satisfied, Equation (13) can be expressed by Equation (14).

즉, 터치 패널(200)의 센싱 전극에서 검출되는 전기 신호의 크기(Vrx)는, Cm2와 Cm1의 곱에 비례하고, Crxp의 크기에 반비례하는 것을 알 수 있다.That is, the magnitude (Vrx) of the electric signal detected at the sensing electrode of the touch panel 200 is proportional to the product of Cm2 and Cm1, and inversely proportional to the magnitude of Crxp.

Cm2와 Cm1의 곱에 비례하는 것은, 펜 팁과 LC회로가 전기적으로 연결되는 구성, 펜 팁이 도체로 형성되는 구성, 펜 팁이 뿔 형태로 형성된 상태로 기울어지는 구성에 따라 Cm2와 Cm1이 증가하는 것을 알 수 있다.Cm2 and Cm1 are proportional to the product of Cm2 and Cm1 depending on the configuration in which the pen tip and the LC circuit are electrically connected, the configuration in which the pen tip is formed by the conductor, and the configuration in which the tip of the pen is inclined in a horn- .

또한, 상기 Crxp는 센싱 전극의 RX전극선의 선폭에 비례한다. 따라서, 센싱 전극의 폭을 작게할 수록 스타일러스 펜(20)으로부터 수신되는 전기 신호의 검출율(크기)이 증가하게 된다. The Crxp is proportional to the line width of the RX electrode line of the sensing electrode. Therefore, the smaller the width of the sensing electrode, the greater the detection rate (magnitude) of the electrical signal received from the stylus pen 20. [

따라서, 본 발명에서는 구동전극의 폭을 센싱전극의 폭보다 크게 형성함으로써, 터치 패널에서의 감지되는 전기 신호의 크기를 증가시킬 수 있다. 다시 말해, 본 발명에서는, 센싱 전극의 폭을 구동 전극의 폭보다 작게 형성하여, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기 신호에 대한 검출율을 증가시킬 수 있다.Therefore, in the present invention, by forming the width of the driving electrode larger than the width of the sensing electrode, the magnitude of the electric signal sensed by the touch panel can be increased. In other words, in the present invention, the width of the sensing electrode can be made smaller than the width of the driving electrode, thereby increasing the detection rate for the electrical signal received from the stylus pen.

한편, 본 발명에서는 스타일러스 펜이 기울어지는 것에 근거하여 다양한 기능을 수행할 수 있다. 도 27 내지 도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜이 기울어지는 것에 근거하여 다양한 기능을 수행하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.In the present invention, various functions can be performed based on the tilting of the stylus pen. 27 to 29 are conceptual diagrams illustrating a method of performing various functions based on the tilting of the stylus pen according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 8을 참조하면, 본 발명의 이동 단말기(10)는 터치 패널(200)에 중첩되어 배치되는 디스플레이부(151)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명은 스타일러스 펜(20)으로부터 가해지는 터치에 근거하여, 상기 스타일러스 펜의 터치 궤적에 대응되는 이미지를 디스플레이부(151)에 출력하는 제어부(180)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the mobile terminal 10 of the present invention may include a display unit 151 disposed on the touch panel 200 in a superimposed manner. In addition, the present invention may include a control unit 180 for outputting an image corresponding to a touch trace of the stylus pen to the display unit 151 based on a touch from the stylus pen 20.

구체적으로, 상기 이미지(500)는 제어부(180)의 제어에 따라, 표시 구동 회로(62)를 이용해 표시 패널(60)에 표시될 수 있다. 상기 디스플레이부(151)에는 상기 표시 패널(60)에 표시된 상기 이미지(500)가 출력될 수 있다.Specifically, the image 500 can be displayed on the display panel 60 using the display drive circuit 62 under the control of the control unit 180. [ The image 500 displayed on the display panel 60 may be output to the display unit 151.

한편, 제어부(180)는 펜 팁(23)이 기울어지는 정도에 따라 서로 다른 방식으로 상기 이미지(500)를 출력할 수 있다.Meanwhile, the control unit 180 may output the image 500 in different ways depending on the degree of tilting of the pen tip 23.

상기 펜 팁이 기울어지는 정도는, 터치 패널(200)에서 임계값 이상의 크기를 갖는 전기 신호가 감지되는 일 영역의 크기에 근거하여 결정될 수 있다.The degree of tilting of the pen tip may be determined based on the size of a region where an electrical signal having a magnitude equal to or greater than a threshold value is sensed in the touch panel 200.

상기 펜 팁(23)은 도체로 형성될 수 있으며, LC회로(22)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 펜 팁(23)은 뿔 형태를 가질 수 있다. 위와 같은 특징을 가지는 펜 팁(23)이 기울어짐에 따라, 터치 패널과 스타일러스 펜 사이에서 정전 용량 커플링 방식을 통해 송수신되는 전기 신호의 크기가 증가하는 내용은 위에서 설명한 내용으로 갈음한다.The pen tip 23 may be formed of a conductor and may be electrically connected to the LC circuit 22. In addition, the pen tip 23 may have a horn shape. As the pen tip 23 having the above-described characteristics is inclined, an increase in the size of an electric signal transmitted / received through the capacitive coupling method between the touch panel and the stylus pen is replaced with the above description.

즉, 제어부(180)는, 상기 터치 패널(200)에서 임계값 이상의 크기를 가지는 전기 신호(제2 전기 신호)가 감지되는 일 영역의 크기를 판단하고, 상기 일 영역의 크기에 근거하여, 상기 펜 팁(23)(스타일러스 펜)이 기울어진 정도를 판단할 수 있다. That is, the controller 180 determines the size of one area where the electric signal (second electric signal) having a magnitude equal to or larger than the threshold value is sensed in the touch panel 200, and, based on the size of the one area, The degree to which the pen tip 23 (stylus pen) is inclined can be judged.

예를 들어, 상기 펜 팁(23)이 기울어진 정도는, 상기 터치 패널에서 임계값 이상의 크기를 갖는 제2 전기 신호가 감지되는 일 영역의 크기가 클수록 커질 수 있다.For example, the degree of tilting of the pen tip 23 may increase as the size of a region where the second electrical signal having a magnitude equal to or greater than the threshold value is sensed in the touch panel.

상기 터치 궤적에 대응되는 이미지(500)는 터치 궤적에 대응되는 선을 포함할 수 있다. 제어부(180)는 스타일러스 펜(20)이 기울어지는 정도에 따라 상기 선의 굵기 및 상기 이미지의 색상 중 적어도 하나를 다르게 표시할 수 있다.The image 500 corresponding to the touch trajectory may include a line corresponding to the touch trajectory. The control unit 180 may display at least one of the thickness of the line and the color of the image differently depending on the degree of tilting of the stylus pen 20. [

예를 들어, 도 27의 (a)에 도시된 것과 같이, 스타일러스 펜(20)이 터치 패널(200)을 기준으로 수직인 상태에서 터치가 가해지는 경우, 제어부(180)는 상기 터치 궤적에 대응되는 이미지(500)를 디스플레이부(151)에 표시할 수 있다. 한편, 도 27의 (b)에 도시된 것과 같이, 스타일러스 펜(20)이 기울어진 상태에서 터치가 가해지는 경우, 제어부(180)는 수직인 상태에서 터치가 가해짐에 따라 생성된 이미지(500)의 선 굵기보다 두껍게 상기 기울어진 상태에서 가해진 터치 궤적에 대응되는 이미지(500)를 출력할 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과할 뿐, 제어부(180)는 스타일러스 펜(20)이 기울어지는 정도에 따라 상기 선의 굵기를 두껍게 하거나 얇게 표시할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 스타일러스 펜(20)이 기울어지는 정도에 따라 상기 이미지(선)의 색상을 다르게 제어하거나, 상기 선의 종류(예를 들어, 직선 또는 점선)를 다르게 제어할 수 있다.For example, as shown in FIG. 27 (a), when a touch is applied in a state where the stylus pen 20 is vertical with respect to the touch panel 200, the control unit 180 corresponds to the touch trajectory Can be displayed on the display unit 151 as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 27 (b), when a touch is applied in a state where the stylus pen 20 is tilted, the control unit 180 displays the generated image 500 The image 500 corresponding to the applied touch trajectory can be output in the tilted state. However, this is merely an example, and the controller 180 can thicken or thin the line according to the degree of tilting of the stylus pen 20. The control unit 180 may control the color of the image differently depending on the degree of tilting of the stylus pen 20 or may control the type of the line differently (for example, straight line or dotted line).

한편, 제어부(180)는, 상기 스타일러스 펜(20)의 터치에 의해 이미지(500)가 출력된 상태에서, 펜 팁(스타일러스 펜)이 기 설정된 기울기 이상으로 기울어진 상태로 드래그 터치가 가해지는 것에 근거하여 다양한 기능을 수행할 수 있다.On the other hand, in a state in which the image 500 is output by the touch of the stylus pen 20, the controller 180 determines that the pen tip (stylus pen) is tilted at a predetermined slope or more, Various functions can be performed on the basis of this.

상기 다양한 기능 중 하나는, 상기 출력된 이미지(500)에서 상기 드래그 터치의 궤적에 중첩되는 이미지(510)를 삭제하는 기능일 수 있다.One of the various functions may be a function of deleting the image 510 superimposed on the trajectory of the drag touch in the output image 500.

예를 들어, 도 28의 (a)에 도시된 것과 같이, 디스플레이부(151)에는 이미지(500)가 출력되어 있을 수 있다. 상기 이미지(500)는 도 27에서 설명한 방법에 기초하여 생성된 이미지일 수 있다. 이 상태에서, 제어부(180)는, 스타일러스 펜(20)이 기 설정된 기울기 이상으로 기울어진 상태인지 여부를 판단할 수 있다. 일 예로, 상기 기 설정된 기울기 이상으로 기울어진 상태인지 여부는 터치 패널(200)에서 임계값 이상의 크기를 갖는 전기 신호(제2 전기 신호)가 감지되는 일 영역의 크기가 기 설정된 크기 이상인지 여부로 결정될 수 있다. For example, as shown in FIG. 28 (a), an image 500 may be output on the display unit 151. The image 500 may be an image generated based on the method described in Fig. In this state, the control unit 180 can determine whether the stylus pen 20 is tilted at a predetermined inclination or more. For example, whether or not the touch panel 200 is tilted by more than a predetermined slope may be determined by determining whether a size of an area where an electric signal (second electric signal) Can be determined.

제어부(180)는, 상기 스타일러스 펜(20)이 기 설정된 기울기 이상으로 기울어진 상태로 드래그 터치가 가해지면, 도 28의 (b)에 도시된 것과 같이, 출력된 이미지(500)에서 상기 드래그 터치의 궤적에 중첩되는 이미지(510)를 삭제할 수 있다.28B, when the dragging touch is applied in a state where the stylus pen 20 is inclined at a predetermined slope or more, the control unit 180 controls the dragging of the image 500 in the output image 500, It is possible to delete the image 510 superimposed on the locus of the image.

한편, 제어부(180)는, 스타일러스 펜(20)이 기 설정된 속도 이상으로 기울어지는지 여부에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있다. Meanwhile, the controller 180 may perform various functions depending on whether the stylus pen 20 is inclined at a predetermined speed or more.

상기 기 설정된 속도 이상으로 기울어진다는 것은 상기 터치 패널(200)에 터치를 가하고 있는 스타일러스 펜(20)의 기울기가 기준 시간동안 기준 기울기 이상으로 기울여지는 것을 의미할 수 있다.The inclination of the stylus pen 20 over the predetermined speed may mean that the inclination of the stylus pen 20 touching the touch panel 200 is inclined over a reference slope for a reference time.

제어부(180)는, 임계값 이상의 크기를 갖는 상기 제2 전기 신호가 감지되는 일 영역(400)의 크기가 기준 시간동안 기준 크기 이상으로 커지는지 또는 좁아지는지 여부에 따라 상기 기 설정된 속도 이상으로 기울어지는지 여부를 판단할 수 있다.The control unit 180 skews over the predetermined speed depending on whether the size of one area 400 in which the second electrical signal having a size equal to or larger than the threshold value is larger or smaller than the reference size during the reference time, Or not.

상기 기준 크기는 펜 팁이 기준 기울기에 대응되도록 기울여진 상태에서, 상기 펜 팁을 터치 패널로 정사영시킴에 따라 생성된 일 영역의 크기를 의미할 수 있다.The reference size may refer to a size of one area generated by orthogonally projecting the pen tip to the touch panel in a state where the pen tip is tilted so as to correspond to the reference tilt.

제어부(180)는, 상기 스타일러스 펜(20)이 기 설정된 속도 이상으로 기울어진다고 판단되는 경우, 다양한 기능을 수행할 수 있다.The control unit 180 may perform various functions when it is determined that the stylus pen 20 is inclined at a predetermined speed or more.

예를 들어, 상기 다양한 기능은 디스플레이부의 온/오프 기능, 기 설정된 애플리케이션의 실행 기능, 홈 스크린 페이지로의 전환 기능, 디스플레이부에 출력된 이미지에 대한 저장 기능, 디스플레이부에 출력된 이미지에 대한 전체 삭제 기능 등을 포함할 수 있다.For example, the various functions include an on / off function of a display unit, an execution function of a predetermined application, a switching function to a home screen page, a storage function for an image outputted to the display unit, Delete function, and the like.

도 29에서는 디스플레이부에 출력된 이미지에 대한 저장 기능을 예로 들어 설명한다.29 illustrates an example of a storage function for an image output to the display unit.

디스플레이부(151)에는, 도 29의 (a)에 도시된 것과 같이, 스타일러스 펜(20)의 터치 궤적에 대응되는 이미지(500)가 출력되어 있을 수 있다. 이후, 상기 스타일러스 펜(20)은 터치 패널을 기준으로 기 설정된 속도 이상으로 기울어질 수 있다. 제어부(180)는, 상기 터치 패널(200)에서 임계값 이상의 크기를 갖는 제2 전기 신호가 감지되는 영역이 기준 시간 이내에 기준 크기 이상으로 커지는 것에 근거하여, 상기 스타일러스 펜(20)이 기 설정된 속도 이상으로 기울어진다고 판단할 수 있다. An image 500 corresponding to the touch trajectory of the stylus pen 20 may be output to the display unit 151 as shown in Fig. 29 (a). Thereafter, the stylus pen 20 can be inclined at a predetermined speed or more with reference to the touch panel. The control unit 180 controls the stylus pen 20 such that the area where the second electrical signal having the magnitude equal to or greater than the threshold value is detected in the touch panel 200 is larger than a reference size within a reference time, It can be judged that it is tilted.

이후, 제어부(180)는, 도 29의 (b)에 도시된 것과 같이, 상기 스타일러스 펜(20)이 기 설정된 속도 이상으로 기울어지는 것에 근거하여 상기 디스플레이부(151)에 출력된 이미지를 저장하기 위한 알림 정보(700)를 출력할 수 있다.29 (b), the control unit 180 stores the image output to the display unit 151 based on the tilting of the stylus pen 20 beyond a predetermined speed The notification information 700 can be output.

한편, 도 29에서 설명한 내용은, 터치 패널(200)의 일 지점에서 상기 스타일러스 펜(20)에 의해 터치가 가해지는 상태에서, 상기 스타일러스 펜(20)의 기울기가 기 설정된 기울기 이상으로 기울어지는 것에 근거하여 수행될 수 있다. 즉, 제어부(180)는, 상기 터치 패널(200)의 일 지점에서 스타일러스 펜(20)으로부터 수신되는 제2 전기 신호가 감지되는 도중, 상기 스타일러스 펜(20)이 기 설정된 기울기 이상으로 기울어짐에 따라 상기 터치 패널(200)의 일 영역에서 상기 제2 전기 신호가 감지되면, 상기 도 29에서 설명한 기능들을 수행할 수 있다.29, the tilting of the stylus pen 20 tilts at a predetermined inclination or more in a state where a touch is applied by the stylus pen 20 at one point of the touch panel 200 . &Lt; / RTI > That is, when the second electrical signal received from the stylus pen 20 is sensed at one point of the touch panel 200, the controller 180 determines that the stylus pen 20 is inclined at a predetermined slope or more Accordingly, when the second electric signal is sensed in one area of the touch panel 200, the functions described in FIG. 29 can be performed.

이상에서 살핀 것과 같이, 본 발명에 따르면, 기존의 터치 패널을 이용하여 스타일러스 펜과 전기 신호를 송수신할 수 있다. 따라서, 코일로 형성된 별도의 전력 공급장치를 구비하지 않아도 되므로, 비용 절감 및 이동 단말기의 두께를 더욱 얇게 만들 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to transmit and receive an electric signal with the stylus pen using an existing touch panel. Therefore, it is not necessary to provide a separate power supply device formed of a coil, so that the cost can be reduced and the thickness of the mobile terminal can be made thinner.

Claims

1. A mobile terminal provided with a stylus pen,
A touch panel having a plurality of touch panel electrodes; And
And a stylus pen formed to transmit and receive an electric signal with the touch panel using a capacitive coupling,
The stylus pen,
main body;
A pen tip formed as a conductor and protruding out of the main body so as to touch the touch panel; And
And an LC circuit which is provided in the body and includes an inductor and a capacitor and is electrically connected to the pen tip so as to generate the capacitive coupling with the touch panel,
Wherein the electrical signal is transmitted / received between the touch panel and the LC circuit through a pen tip formed of the conductor.

delete

The method according to claim 1,
The stylus pen,
The touch panel is configured to receive an electrical signal transmitted through the pen tip formed by the conductor and supply the received electrical signal to the LC circuit electrically connected to the pen tip to generate resonance in the LC circuit Wherein the mobile terminal is a mobile terminal.

The method of claim 3,
Wherein the pen tip is formed in the shape of a horn having one bottom surface and one vertex, the vertex pointing to the outside of the main body,
The size of the electric signal received by the stylus pen is,
Wherein the pen tip increases in proportion to a degree of tilting with respect to the vertex.

The method according to claim 1,
Wherein the LC circuit further comprises a variable capacitor whose capacitance is varied based on a pressure applied to the pen tip,
The touch panel includes:
Wherein the sensing unit senses a touch point based on the capacitance of the variable capacitor being changed by a touch operation of the stylus pen.

6. The method of claim 5,
Wherein the first electric signal added to the touch panel in the LC circuit is changed to a second electric signal in accordance with the change in the capacitance,
Further comprising a controller for sensing the second electrical signal to determine a touch point on the touch panel.

The method according to claim 6,
Wherein the second electrical signal comprises:
And the touch panel is transmitted to the touch panel through a pen tip formed of the conductor.

8. The method of claim 7,
Wherein the pen tip is formed in the shape of a horn having one bottom surface and one vertex, the vertex pointing to the outside of the main body,
Wherein the magnitude of the second electrical signal transmitted from the stylus pen increases in proportion to a degree of tilting of the pen tip with respect to the vertex.

9. The method of claim 8,
Wherein,
And determines a point at which the magnitude of the second electrical signal is greater than or equal to a threshold value as a touch point from among the points at which the second electrical signal is sensed.

10. The method of claim 9,
Wherein the touch point is determined based on the sensed one region when the second electrical signal having a magnitude equal to or larger than a threshold value is received in one area of the touch panel as the stylus pen is tilted Mobile terminal.

11. The method of claim 10,
The size of the second electrical signal sensed in the one area varies depending on the distance between the touch panel and the side surface of the pen tip,
Wherein,
And determines the touch point based on the magnitude of the second electrical signal detected in the one area.

12. The method of claim 11,
Wherein the touch point is determined as the largest point of the second electrical signal in the one area.

11. The method of claim 10,
A non-conductive protective member is formed at a vertex of the pen tip,
Wherein,
And determines a point outside the one area as the touch point if the shape of the one area corresponds to the predetermined shape.

The method according to claim 1,
Wherein the pen tip is formed as a hemisphere, the bottom surface of the hemisphere is arranged to be in contact with the main body,
Wherein an electrical signal transmitted / received between the touch panel and the stylus pen is maintained constant even when the stylus pen is inclined.

The method according to claim 1,
The stylus pen,
Further comprising a conductive member provided in the main body and electrically connected to the LC circuit to increase a size of the electrical signal.

The method according to claim 1,
Wherein the plurality of touch panel electrodes comprise:
A plurality of driving electrodes arranged; And
And a plurality of sensing electrodes arranged to cross the driving electrodes,
Wherein the width of the driving electrode is greater than the width of the sensing electrode.

The method according to claim 1,
A display unit disposed over the touch panel; And
And a control unit for outputting an image corresponding to a touch trajectory of the stylus pen to the display unit based on a touch from the stylus pen,
Wherein,
And outputs the image in a different manner depending on the degree of tilting of the pen tip.

18. The method of claim 17,
Wherein the pen tip is formed in the shape of a horn having one bottom surface and one vertex, the vertex pointing to the outside of the main body,
The degree to which the pen tip is inclined,
Wherein the determination is made based on a size of a region where the electric signal having a magnitude equal to or greater than a threshold value is sensed in the touch panel.

18. The method of claim 17,
Wherein the image corresponding to the touch trajectory includes a line corresponding to the touch trajectory,
Wherein,
Wherein at least one of the thickness and the color of the line is displayed differently according to the degree of tilting of the stylus pen.

18. The method of claim 17,
Wherein,
When the drag is touched in a state in which the pen tip is inclined at a predetermined slope or more in a state in which the image is output,
And deletes an image superimposed on the trajectory of the drag touch in the output image.

main body;
A pen tip formed as a conductor and protruding outside the main body so as to touch the touch panel; And
And an LC circuit electrically connected to the pen tip so as to generate a capacitive coupling with the touch panel, the inductor and the capacitor being provided in the body,
Wherein the LC circuit transmits / receives an electric signal to / from the touch panel using a capacitive coupling,
Wherein the electrical signal is transmitted / received between the touch panel and the LC circuit through a pen tip formed of the conductor.

delete

22. The method of claim 21,
The LC circuit comprises:
Wherein the stylus pen is formed to receive an electric signal transmitted from the touch panel through a pen tip formed by the conductor and to generate resonance using the received electric signal.

24. The method of claim 23,
Wherein the pen tip is formed in the shape of a horn having one bottom surface and one vertex, the vertex pointing to the outside of the main body,
The magnitude of the electrical signal received at the pen tip,
Wherein the pen tip increases in proportion to the degree of tilting with respect to the vertex.

22. The method of claim 21,
Wherein the LC circuit further comprises a variable capacitor whose capacitance is varied based on a pressure applied to the pen tip,
The LC circuit comprises:
Wherein the first electrical signal added to the touch panel is changed to a second electrical signal based on the capacitance of the variable capacitor being changed by the touch operation of the stylus pen.

26. The method of claim 25,
Wherein the second electrical signal comprises:
And the stylus pen is transmitted to the touch panel through a pen tip formed of the conductor.

27. The method of claim 26,
Wherein the pen tip is formed in the shape of a horn having one bottom surface and one vertex, the vertex pointing to the outside of the main body,
Wherein the size of the second electrical signal transmitted from the pen tip increases in proportion to the degree of tilting of the pen tip with respect to the vertex.

22. The method of claim 21,
Wherein the pen tip is formed as a hemisphere, the bottom surface of the hemisphere is arranged to be in contact with the main body,
Wherein an electrical signal transmitted / received between the touch panel and the pen tip is held constant even when the pen tip is inclined.

22. The method of claim 21,
Further comprising a conductive member provided in the main body and electrically connected to the LC circuit to increase the size of the electrical signal.